生物質(zhì)碳基氣凝膠復(fù)合材料的可控制備及其光催化性能研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，半導(dǎo)體光催化技術(shù)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用受到廣泛重視，然而傳統(tǒng)的TiO2等光催化劑存在光響應(yīng)范圍較窄、太陽(yáng)能利用率低，以及量子效率低等不足，嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用。生物質(zhì)碳基氣凝膠是一類具有高孔隙率的三維網(wǎng)絡(luò)多孔結(jié)構(gòu)的納米輕質(zhì)材料，在環(huán)境保護(hù)、催化劑載體等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。本論文主要以冬瓜為生物質(zhì)原料制備了生物質(zhì)碳基氣凝膠材料，并以此骨架結(jié)構(gòu)為構(gòu)建單元與TiO2、BiPO4、AgBr等不同的半導(dǎo)體材料復(fù)合得到生物質(zhì)碳

2、基氣凝膠復(fù)合材料。主要結(jié)果如下：
　　1．以硫酸鈦為鈦源，合成了TiO2/生物質(zhì)碳基氣凝膠復(fù)合材料。通過(guò)調(diào)控硫酸鈦的量，制得含不同比例TiO2量的復(fù)合材料。考查了復(fù)合材料在可見(jiàn)光下對(duì)亞甲基藍(lán)、環(huán)丙沙星的光催化降解性能。結(jié)果表明，當(dāng)TiO2負(fù)載量為50wt％時(shí)，對(duì)亞甲基藍(lán)降解率最好，達(dá)到82%。其可能的光催化機(jī)理是：TiO2與碳基氣凝膠材料復(fù)合后，在可見(jiàn)光吸收強(qiáng)度增加，光生電子空穴對(duì)的分離效率提高；通過(guò)反應(yīng)活性物種的測(cè)試，超氧自由基

3、(?O2?)和羥基自由基(?OH)在光催化降解染料中起重要作用。
　　2．以生物質(zhì)碳基氣凝膠為骨架單元，與硝酸鉍、二水合磷酸二氫鈉為前驅(qū)體，一步水熱法合成BiPO4/生物質(zhì)碳基氣凝膠復(fù)合材料。通過(guò)多種表征對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌、性質(zhì)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)表明該復(fù)合材料對(duì)染料的降解具有良好的效果，同時(shí)探討了光催化降解機(jī)理：該復(fù)合材料形成了類似的p/n型異質(zhì)結(jié)，這種結(jié)構(gòu)能有效促使電荷分離，延長(zhǎng)了電荷載體的壽命。其次為該材料在可見(jiàn)光區(qū)域的光響應(yīng)強(qiáng)