可见光响应光催化材料的制备及其性能研究

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1、摘要环境污染与能源危机是当今世界面临的两大难题，开发能够有效利用太阳能的可见光光催化材料已成为材料科学、化学和环境科学等领域的研究热点，具有重要的意义。本文主要围绕可见光光催化材料的合成、表征和性能等方面的研究开展了如下工作：以SrW04微球作为前驱体制得了三氧化钨空心微球，研究了煅烧温度对样品微结构及其光催化活性的影响。结果表明煅烧温度对三氧化钨空心微球的微结构及光催化活性有很大影响，随煅烧温度升高，平均晶粒大小和平均孔径增大，BET比表面积减小，孔容与孔隙率先增大后减小，煅烧温度的提高致使空心微球表

2、面形态发生变化，未煅烧和经3000C煅烧的样品比其他样品具有更高的可见光光催化活性。4000C煅烧的样品活性明显降低是由其比表面积减小引起的，5000C煅烧的样品因存在混晶效应其光催化活性再次提高。通过简单水热处理钨酸钠的硝酸水溶液大量制得了分等级花状三氧化钨组装体。结果表明，三维三氧化钨组装体由二维片层构成，这些二维片层进一步由许多大小各异的狭长片互相拼接而成。与不具备这种结构的样品相比，花状组装体表现出分等级的多孔结构，由于分等级的孔可充当光与物质的运输通道，因此该样品具有更高的可见光光催化活性。经

3、五次循环试验后分等级花状三氧化钨活性无显著降低，表明其稳定且不易被光腐蚀。通过三步法制得了钛酸网状薄膜负载的Ag@AgCl：首先将钛片置于NaOH与H202的水溶液中密封处理制得网状薄膜，然后将该膜分别在AgN03与HCI的水溶液中浸泡负载AgCl，最后将其浸泡于甲基橙水溶液中用可见光照射制得钛酸网状薄膜负载的Ag@AgCl。结果表明所制样品比P25具有更高的可见光光催化活性。羟基自由基(·OH)并未在可见光照射的钛酸网状薄膜负载的Ag@AgCl表面检测到，这意味着·OH并非占主导地位的光催化活性物种。

4、由C1。与h+结合生成的Cl‘可能是光催化反应的活性物种。比起传统的粉末光催化剂，这种薄膜光催化材料可以方便地从光催化反应体系中分离出来而重新使用。经五次光催化降解甲基橙的循环试验后，催化剂的活性没有显著降低，表明钛酸网状薄膜负载的Ag@AgCl相对稳定，且光腐蚀现象较弱。关键词：光催化，可见光，三氧化钨，氯化银，分等级结构AbstractEnvironmentalpollutionsandenergycrisisarethetwoproblemsconfrontedwiththeworldnowada

5、ys．Thedevelopmentofvisible—lightdrivenphotocatalystswithhighutilizationefficiencyofsolarenergyhasbecomeahotresearchcoveringmaterialsscience，chemistryandenvironmentalscience．Inthisdissertation，valuableexplorationshavebeencarriedoutonthesynthesis，character

6、izationandphotocatalyticactivityofvisible·lightdrivenphotocatalysts．Themainpointscouldbesummarizedasfollows：TungstentrioxidehollowmicrosphereswerepreparedusingSrW04microspheresasprecursors，andtheeffectsofcalciantiontemperaturesonthemicrostdructuresandpho

7、tocatalyticactivityofthemwereinvestigated．ItWasfoundthatwithincreasingcalcinationtemperatures，theaveragecrystallitesizeandaverageporesizeincreased，onthecontrary，Brunauer-Emmett-Tellerspecificsurfaceareasdecreased．However，porevolumeandporosityincreasedfir

8、stly,andthendecreased．IncreasingcalcinationtemperaturesresultedinthechangesofsurfacemorphologyofhoLlowmicrospheres．Thetin-calcinedand3000Ccalcinedsamplesshowedhigherphotocatalyticactivitythanothersamples．At4000C，thephotoca