磷酸银复合光催化剂的制备及其性能研究

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磷酸银,作为一种新型具有可见光响应的光催化剂,Ag3PO4因其强的光氧化性能、高的量子产率引起了人们的广泛关注。但由于Ag3PO4在水溶液具有一定的溶解度,容易发生光腐蚀现象,且其光生载流子快速复合,从而严重限制了Ag3PO4在实际中的应用。本文旨在通过将Ag3PO4分别与AgBr、Ag2S和氧化石墨烯(GO)结合,通过构建不同的Ag3PO4半导体异质结,从而提高Ag3PO4的光催化活性。
  本文采用简单的一锅阴离子交换法制备了AgBr/Ag3PO4(ABAP)复合光催化剂,并对样品进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表征分析。光催化降解RhB的实验表明:在可见光的照射下,ABAP-48%复合材料的光催化降解效率明显高于该实验体系中的其他ABAP-X%复合光催化剂以及纯AgBr、纯Ag3PO4,可达96.7%,而且在经过5个循环实验后仍具有高的稳定性;其中,超氧自由基(·O2-)在ABAP复合光催化剂降解RhB的过程中发挥了重要作用,是主要的活性物种。
  此外,本文通过简单的一锅阴离子交换法制备的不同S/P摩尔比的Ag3PO4/Ag2S (APAS)复合光催化剂,对其进行 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表征测试,结果表明Ag2S纳米颗粒成功地分散在Ag3PO4表面。光催化降解RhB的实验表明:在可见光照射下,APAS-1%对 RhB 的降解效率最高,并且降解速率分别是纯 Ag3PO4和纯Ag2S的2.5倍和9.2倍;APAS-1%在降解RhB的过程中经过四次循环实验,仍然保持了高的稳定性。h+是APAS复合光催化剂光催化降解过程中主要的活性物种。
  本文将GO与Ag3PO4和Ag2S三者复合制备了三元Ag3PO4/Ag2S/GO复合光催化剂(APAS-GO),X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)以及傅里叶红外光谱(FT-IR)表征分析了材料的物理-化学性能,形貌分析表明柔软的GO包裹着Ag3PO4和Ag2S。光催化降解RhB的实验表明:在可见光照射下,APAS-GO-4%的光催化降解活性最高,并且APAS-GO-4%对RhB的降解速率分别是APAS、纯Ag3PO4、纯Ag2S和GO的2.6倍、8倍、10.6倍、11.9倍。APAS-GO-4%光催化剂在经过四次循环使用之后,仍然具有高的稳定性。h+和·O2-是 APAS-GO 复合光催化剂光催化降解过程中主要的活性物种。
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