Ag2C2O4和P25-Ag2C2O4可见光催化氧化有机污染物的性能研究

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最近几年,随着我国科学技术的迅猛发展,伴随而来的还有日益严重的环境问题且在逐渐加剧。到目前为止,大气与水体污染已变成了全球亟待解决的环境污染问题。由于,二氧化钛具有来源广泛、成本较低、化学稳定性较高等优点而被广泛应用于治理环境污染的研究中。但是P25的禁带宽度Eg在3.2eV处,这使得二氧化钛只能利用太阳光中的紫外光部分,从而限制了P25在实际生产生活中的应用。所以,研制出一种新型的高效稳定的可见光催化剂成为众多研究者努力的一个方向。本文主要制备了草酸银和P25-Ag2C2O4系列复合材料,并通过紫外-可见漫反射谱(UV-Vis)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,对这些可见光光催化剂进行了一系列的表征与分析。通过在可见光的照射下,用光催化剂降解模拟废气的实验来研究本论文中所制备的样品的光催化活性,并探讨了在不同的反应条件下所制备的样品降解模拟废气的活性评价情况。总之,本课题的主要研究内容如下:(1)制备了具有单斜晶系的草酸银光催化剂。研究了在5个循环实验里可见光催化剂草酸银的催化活性的变化情况,并分析其表征图谱,从而推测出,在可见光的照射下,可见光催化剂草酸银可能的光催化机理。(2)采用简单的化学沉淀法,制备了不同质量比例的复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4。比较8种不同质量比例(10:0.2、10:0.8、10:1.0、10:1.5、10:2.0、10:2.5、10:2.7和10:3.0)的复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4的光催化活性数据图谱,从而可找出最佳质量比例的复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4。(3)对比分析可见光催化剂草酸银的扫描电镜(SEM)图谱和复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4的透射电镜(TEM)图谱,从而观察分析可见光催化剂草酸银在与P25结合的时候,可见光催化剂草酸银的外观结构是否发生了变化。(4)探讨了循环水温度对复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4的影响情况,以分析温度对复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4的降解活性是否有促进作用,即随着循环水温度的增加,复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4对模拟废气的降解率是否也随之提高。另外还研究了最佳质量比例的复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4的动力学常数k,曲线的相关系数R2,并且通过降解模拟废气以分析出复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4发生的反应是否属于一级动力学反应。(5)经过分析复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4(不同质量比例)在可见光照射下对乙醛的脱除情况,进一步研究了复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4(不同质量比例)在降解VOCs(挥发性有机污染物)方面的实际应用价值,经过对活性数据结果的分析发现,复合材料P25-Ag2C2O4对乙醛有较好的降解能力。从而可初步得出:复合材料可见光催化剂P25-Ag2C2O4(不同质量比例)在降解VOCs(挥发性有机污染物)方面确实具有一定的实际应用价值。
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