ZrO2-TaON可見光催化劑的制備、表征及其性能研究.pdf

1、能源危機和環(huán)境污染是威脅當今人類社會生存和可持續(xù)發(fā)展的兩大問題。利用太陽能分解水制氫和處理含有機污染物的廢水是解決這兩個問題的理想途徑。其中，發(fā)展可見光響應且高效穩(wěn)定的半導體光催化材料是實現太陽能有效利用的重要環(huán)節(jié)。
　　本論文從新型可見光響應催化劑的制備角度出發(fā)，采用高溫固相法制備了可見光響應的TaON和不同Zr/Ta比的ZrO2/TaON復合光催化劑材料。結果發(fā)現：在前驅體表面修飾少量的ZrO2，可以有效降低所制備ZrO2/T

2、aON催化劑的缺陷數量，減少光生電子與空穴復合。光催化分解水產氫的實驗發(fā)現：當Zr/Ta=0.1時，ZrO2/TaON復合材料的光催化產氫速率比TaON提高了近1倍；催化劑本身的缺陷數量降低可能是產氫活性提高的主要原因。通過浸漬方法擔載助催化劑，產氫速率可以得到進一步提高。
　　分別以羅丹明B和甲基橙為目標污染物，考察了TaON和ZrO2/TaON系列催化劑對不同染料的可見光催化降解性能。結果表明：ZrO2/TaON催化劑較TaO

3、N催化活性明顯提高；在pH值優(yōu)化條件下，當Zr/Ta=0.1時，ZrO2/TaON光催化降解羅丹明B和甲基橙的效率達到最高。表面電性測試發(fā)現：隨著Zr/Ta原子比的增加，ZrO2/TaON催化劑的Zeta電位絕對值降低，表明催化劑表面所帶負電荷數量減少。對于上述兩種帶有不同電荷的染料分子，調節(jié)反應體系的pH值可以有效地改善光催化降解活性，這主要與催化劑表面對染料分子的吸附能力有關。
　　此外，本論文還采用溶膠-凝膠浸漬提拉法，以普