碳點(diǎn)-貴金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及其可見光催化性能.pdf

1、碳點(diǎn)作為一種新型的碳納米材料,因其具有良好的光致電子轉(zhuǎn)移和雙光子吸收的特性,在光催化劑的設(shè)計方面可能用作強(qiáng)大的能量轉(zhuǎn)換器,在降解環(huán)境中的有害物質(zhì)、制取氫能源等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但是目前,碳點(diǎn)在催化方面的研究仍處于初步階段,單一結(jié)構(gòu)的碳點(diǎn)催化效率并不理想,使其在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用受到了極大制約。因而開發(fā)探索新型結(jié)構(gòu)的碳點(diǎn)復(fù)合光催化劑顯得極為重要。納米貴金屬由于其等離子共振效應(yīng)在可見光區(qū)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的吸收,受到了廣泛的關(guān)注。因此,將能夠高

2、效利用太陽光的碳點(diǎn)與貴金屬相復(fù)合,有望獲得這兩種材料的綜合性能,從而制備出高效的復(fù)合光催化劑,為解決環(huán)境問題和能源問題作出重要的貢獻(xiàn)?；诖?本論文將采用液相化學(xué)還原法制備碳點(diǎn)/納米貴金屬的復(fù)合結(jié)構(gòu),并對其結(jié)構(gòu)、形貌以及性能進(jìn)行研究。研究的內(nèi)容以及成果主要有以下幾個方面:
　　(1)采用超聲波復(fù)合法制備了碳點(diǎn)/納米金(CDs/Au)的復(fù)合結(jié)構(gòu),利用透射電鏡、熒光分光光度計、紫外分光光度計等表征手段對其結(jié)構(gòu)、形貌、光學(xué)性質(zhì)和催化性質(zhì)

3、進(jìn)行了測試,結(jié)果表明:與單一的碳點(diǎn)和Au納米材料相比,CDs/Au復(fù)合結(jié)構(gòu)對亞甲基藍(lán)的降解表現(xiàn)出更優(yōu)異的光催化性能。研究中還發(fā)現(xiàn)減小納米金的尺寸,合成的CDs/Au復(fù)合結(jié)構(gòu)對亞甲基藍(lán)的催化降解效率更高。
　　(2)采用原位復(fù)合和簡單混合兩種方法制備了碳點(diǎn)/納米銀(CDs/Ag)的復(fù)合結(jié)構(gòu),原位復(fù)合的 CDs/Ag對光的吸收和對亞甲基藍(lán)的降解都高于簡單混合的 CDs/Ag,說明原位復(fù)合法得到的產(chǎn)物具有更好的光化學(xué)性能?；诖?系統(tǒng)分

4、析了 H2O2對 CDs/Ag原位復(fù)合結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗結(jié)果表明:H2O2加入量的不同會改變CDs/Ag原位復(fù)合結(jié)構(gòu)的形貌與光吸收,從而導(dǎo)致了不同的光催化性能。CDs/Ag原位復(fù)合結(jié)構(gòu)具有高催化活性的機(jī)理歸于:原位復(fù)合碳點(diǎn)與納米銀導(dǎo)致了強(qiáng)化學(xué)鍵的結(jié)合,有利于等離子共振效應(yīng)的發(fā)生,從而促使了光的吸收及其能量轉(zhuǎn)化效率的提高。
　　(3)采用原位復(fù)合法將兩種不同熒光強(qiáng)度的碳點(diǎn)分別與納米銀復(fù)合得到了兩種CDs/Ag原位復(fù)合結(jié)構(gòu),并以亞甲基藍(lán)