论文部分内容阅读
光催化技术作为一种新兴的污染治理技术已经引起了广泛关注,开创了无害化污水处理的新局面。常用光催化剂TiO2具有环境友好、廉价、稳定性好等特点,但其光生电子-空穴对复合几率较高。贵金属沉积是有效的改性手段之一,能大幅提升TiO2的光催化性能。本文以Au/TiO2体系为光催化技术研究基础,探索了Au/石墨烯材料的制备工艺和光催化性能。 以酞酸丁酯为前驱物,通过溶胶-凝胶法在不同煅烧温度下制备了不同晶型的纳米TiO2粉末,以HAuCl4为Au源制备了Au/TiO2复合催化剂,光催化降解甲基橙实验考查了基体选择、Au负载方法、复合催化剂热处理和催化光源等因素对Au/TiO2光催化性能的影响。采用四羟甲基氯化磷(THPC)还原法和沉积-沉淀(DP)法制备了Au/TiO2,XRD粉末衍射、UV-vis光谱、SEM和能谱等分析结果表明THPC-Au/TiO2具有更大的Au负载量和更高的HAuCl4利用率,在DP法中部分HAuCl4未与TiO2复合,直接形成了Au的固态单质、氧化物或氢氧化物。在光催化降解甲基橙实验中,UV-vis分析结果表明锐钛矿TiO2是最佳的复合催化剂载体,复合催化剂THPC-Au/TiO2的催化性能明显高于DP-Au/TiO2,THPC还原法是一种工艺简单、低成本制备高催化活性Au/TiO2复合催化剂的方法。 以氧化石墨烯(GO)为原料,采用两种工艺流程制备了Au/石墨烯催化剂:(1)Au通过THPC还原法负载在GO表面,进一步还原成Au/石墨烯,产物以Au/GO-R表示;(2)将GO先还原成石墨烯(RGO),以THPC还原法制备Au/RGO。用X射线衍射、拉曼光谱、UV-vis光谱、原子力显微镜、TEM和能谱表征了其相结构、形貌、光谱吸收性质以及成分组成。结果表明,纳米Au成功沉积在石墨烯表面,由于Au/GO-R样品中纳米Au具有较好的形貌和分散性,因而其光催化性能也较好。同时,Au/石墨烯在白炽灯光源下甲基橙的降解率比在紫外光下高。