【摘 要】
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近年来,水污染已成为制约社会发展的关键性因素,光催化技术在环境污染控制与治理方面具有广阔的应用前景。新型可见光催化材料金属有机骨架(MOFs)具有较大的比表面积,规则且均一的孔道,受到科学家们的广发关注。同时,银系列半导体材料具有较高的量子效率和较窄的禁带宽度,已成为光催化领域研究的热点课题,但较低的表面积及较差的稳定性仍然限制了它们的广泛应用。因此,将两者复合成新的材料,理论上可以提高银系列半导
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近年来,水污染已成为制约社会发展的关键性因素,光催化技术在环境污染控制与治理方面具有广阔的应用前景。新型可见光催化材料金属有机骨架(MOFs)具有较大的比表面积,规则且均一的孔道,受到科学家们的广发关注。同时,银系列半导体材料具有较高的量子效率和较窄的禁带宽度,已成为光催化领域研究的热点课题,但较低的表面积及较差的稳定性仍然限制了它们的广泛应用。因此,将两者复合成新的材料,理论上可以提高银系列半导体材料的分散性,有利于提高可见光催化活性。根据以上总结,本论文制备出一系列基于MIL-53(Fe)的复合材料光催化剂,并对其进行一系列的表征及光催化性能研究。首先,本文利用简单的研磨方法,将MIL-53(Fe)与AgI按照一定的质量比进行复合,成功地制备出一系列的g-AgI/MIL-53(Fe)的复合材料。借助扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、X-射线光电子能谱(XPS)等测试手段对复合材料的结构进行了表征。选用罗丹明B(RhB)作为降解靶物,研究了该系列材料的光催化效果,光催化反应机理及循环利用的稳定性。实验结果表明,在可见光照射下,g-AgI/MIL-53(Fe)复合材料的光催化活性得到明显的增强。这是因为通过研磨之后,AgI与MIL-53(Fe)材料之间形成了亲密的界面接触,从而有助于光生电子的传递和光生电子与空穴对的分离,进而降低光生载流子复合几率,最终提高了复合材料的光催化活性。其次,采用化学的溶液法,按照一定的质量比将AgI溶液与MIL-53(Fe)溶液两种溶液混合,成功地制备出一系列的D-AgI/MIL-53(Fe)的复合材料。同时,对这些复合材料的结构、物理化学特性及光催化性能进行表征。实验结果表明,D-AgI/MIL-53(Fe)复合材料在可见光下照射下可以有效地降解罗丹明B(RhB)染料,且效果明显优于单—的MIL-53(Fe)和AgI材料。机理研究结果表明,超氧自由基和空穴是D-AgI/MIL-53(Fe)复合材料在光催化过程中的主要活性物质,并且降解过程遵循伪一级动力学模型。最后,利用简单的研磨法,按照一定的质量比将Ag3PO4和MIL-53(Fe)两种材料复合,成功地制备出一系列的g-Ag3PO4/MIL-53(Fe)复合材料。采用XRD、SEM、UV-vis DRS和电化学等测试手段对其进行表征。同时,以RhB为作为降解靶物,在可见光照射下,研究了复合材料的光催化性能。实验结果表明,g-Ag3PO4/MIL-53(Fe)-0.3复合材料表现出了较强的光催化性能。此外,对其可见光光催化机理进行了探讨。
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