论文部分内容阅读
Ag3PO4具有优良的可见光催化性能,在降解有机污染物、分解水制H2和CO2还原等领域具有广泛的应用前景。本文围绕提升Ag3PO4的光催化性能和实现其暗环境下的可持续光催化展开研究。一方面,采用稀土磷酸盐LnPO4修饰Ag3PO4,合成一系列的Ag3PO4@LnPO4异质结可见光催化材料。另一方面,则是通过引入长余辉涂层,形成余辉协同光催化系统,实现暗环境下的持续降解有机污染物。通过银氨辅助共沉淀法合成了镧系稀土磷酸盐修饰磷酸银Ag3PO4@LnPO4(Ln=Ho、La、Sm、Eu、Gd、Dy、Er、Tm、Yb、Lu)复相异质结光催剂,并对该材料的晶相组成、微观结构、光催化性能和增强机制等方面进行了系统研究。当摩尔比Ho(或La)/Ag为0.05/2.95时,无定型态Ho PO4或LaPO4(析出少量纳米棒晶体)包裹于立方状Ag3PO4粒子表面,形成壳-核状异质结构,同时壳层中产生45nm的Ag粒子。全系LnPO4以适当比例修饰Ag3PO4,都可以增强光催化活性和稳定性,这主要归因于LnPO4、纳米Ag粒子与Ag3PO4共同构成的光催化系统,有效促进了电子-空穴分离。采用高温固相法合成了Sr3.88-xAl14O25:0.04Eu2+,0.08Dy3+,xEr3+(x=0,0.04,0.08,0.12,0.16,0.20mol)、Sr1.936MgSi2O7:0.004Eu2+,0.06Dy3+、Sr0.984Al2O4:0.004Eu2+,0.012Dy3+三种体系的长余辉粉,分别与硅丙乳液混和制成了余辉涂层,余辉涂层与Ag3PO4(或Ag3PO4@Ho PO4)构成了余辉协同光催化系统。对上述余辉发光体的微观结构、发光和储能性能,以及余辉协同光催化效果和机理进行了详细的探讨。三种体系的余辉粉分别呈现蓝绿色(485nm)、蓝色(467nm)、黄绿色(510nm)发光,激发12h后,仍具有光能存储,且均对罗丹明B产生了降解效果。余辉的发光波段与光催化剂吸收波段的匹配程度,对催化效果有着至关重要影响,其中,Sr1.936MgSi2O7:0.004Eu2+,0.06Dy3+涂层的蓝色余辉催化效果最佳。余辉协同光催化过程可以概括为“储能-释能-协同催化”。另外,相比先前工艺,余辉涂层具有制备工艺简单、耐腐蚀性优良、无需回收、可反复循环利用等特点,适于规模化应用。