半导体光催化是一种利用太阳光来进行环境净化和能源转化的技术,具有绿色环保、节约成本、高效稳定等优点。二氧化锡(SnO2)是一种n型直接带隙半导体材料,在光学、电学、气敏等方面具有许多优良特性,但是,禁带宽度过宽(约为3.8 eV)使其仅在紫外光范围内具有响应,太阳能转化效率较低。本文通过半导体复合和Ni吸附的手段对SnO2进行了改善,从而提高了光催化纯水制H2O2的产量。本实验在可见光(λ>400 nm)照射纯水的体系中进行,不加入任何牺牲剂,也没有通入氧气,催化剂具有高于文献报道的H2O2生成速率。采用以SnCl4·5H2O为原料,乙二醇为溶剂的溶剂热方法制备了含有氧空位的SnO2,并制备了不同质量比的SnO2/g-C3N4复合材料,对其可见光照射去离子水的过程中光催化H2O2的产量进行了探究。结果表明,SnO2:g-C3N4=5:1复合材料的过氧化氢生成速率最高,为151.50μmol·g-1h-1,分别是SnO2和g-C3N4过氧化氢生成速率的2.6倍和5.6倍,且反应遵循零级动力学方程,速率常数为2.24μmol·L-1min-1。经过三次循环,长达9 h的光照后,SnO2:g-C3N4=5:1复合材料产生H2O2的量仍可达到原来的83.30%,表明催化剂具有良好的循环稳定性。反应过程中产生了·O2-,·OH,·OOH自由基,·OH是反应的主要活性物质。在制备含有氧空位的SnO2材料的过程中,加入硝酸镍,合成了一系列的Ni吸附SnO2材料,研究了不同的Ni吸附量对SnO2的光学性能及可见光催化活性的影响。9%Ni/SnO2具有最好的活性,光催化产生H2O2的速率为106.32μmol·g-1h-1,是SnO2的1.8倍,H2O2的生成遵循零级反应动力学方程,速率常数为1.58μmol·L-1min-1。Ni吸附的SnO2具有比SnO2更低的晶粒尺寸,为5-7 nm,Ni的吸附降低了SnO2的带隙,显著的提高了SnO2对可见光的吸收能力,降低材料的电荷转移电阻,具有更高的光生载流子分离效率,Ni的出现促进了芳香碳物种的增加,这种芳香碳以碳膜的形式存在,使得催化剂具有良好的循环稳定性。参与反应的活性物种有·O2-,·OH,·OOH,e-在反应过程中起到了重要的作用。