TiO2基可見光催化劑的制備及其光催化機(jī)理的研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化作為一門集光學(xué)、表面化學(xué)、催化化學(xué)、材料學(xué)和電化學(xué)于一體的綜合性學(xué)科，其主要特征為半導(dǎo)體材料吸收太陽光產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化能力和還原能力的光生空穴和電子，并產(chǎn)生直接或間接的氧化或還原反應(yīng)物種。
　　 半導(dǎo)體光催化技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用使得豐富、清潔的太陽能可以有效地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，從而給人類在解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源危機(jī)等諸多問題上提供了一個(gè)理想的選擇。在上百種光催化劑中，TiO2因?yàn)樽陨矶拘孕?、活性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、價(jià)廉易

2、得以及無二次污染等優(yōu)點(diǎn)備受人們的青睞。然而，我們?nèi)栽谔剿骱铣筛咝У墓獯呋瘎?。就TiO2體系而言，存在的主要缺點(diǎn)是較寬的禁帶寬度即只能被紫外光激發(fā)和較低的量子效率。針對(duì)存在的實(shí)際問題，我們主要圍繞探索新的制備方法并開發(fā)新型可見光響應(yīng)的光催化劑來開展工作，主要研究摻雜組分和催化性能的內(nèi)在聯(lián)系、不同制備方法對(duì)催化效果的影響等。本論文開展了以下幾部分工作:
　　 1、碳修飾核殼銳鈦礦TiO2光催化劑的合成及其光催化活性研究
　　

3、 采用二次水熱的方法制備了碳修飾核殼銳鈦礦TiO2，在保持TiO2核殼結(jié)構(gòu)的同時(shí)，又可以在可見光的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生光催化反應(yīng)。討論了碳的負(fù)載量、溫度、形貌對(duì)光催化性能的影響，從而得到了最佳的制備條件。通過對(duì)合成樣品的形貌和組成進(jìn)行了表征，重點(diǎn)研究了這兩者對(duì)催化結(jié)果的影響。該光催化劑在對(duì)RhB和對(duì)氯苯酚的降解表現(xiàn)出很高的催化活性。對(duì)機(jī)理進(jìn)行了討論。
　　 2、Ag/AgBr修飾的核殼銳鈦礦TiO2光催化劑的合成及其光催化性能的研究

4、>　　 先利用醇熱法制備核殼結(jié)構(gòu)的TiO2，再通過沉積沉淀法制備得到核殼結(jié)構(gòu)的Ag/AgBr/TiO2光催化劑。調(diào)變了Ag的負(fù)載量、光還原的時(shí)間以及形貌和組成。得到了最佳量的催化劑。并進(jìn)行了一系列的表征。結(jié)果顯示利用該方法可以得到核殼結(jié)構(gòu)Ag/AgBr/TiO2復(fù)合光催化劑，不僅保持了TiO2核殼結(jié)構(gòu)的完整性，并充分利用了Ag/AgBr的等離子體共振效應(yīng)和核殼結(jié)構(gòu)對(duì)光的多次反射效應(yīng)的協(xié)同作用。進(jìn)一步提高了對(duì)光的利用率。該光催化劑在MO