论文部分内容阅读
纳米Ag颗粒具有局域表面等离激元共振(LSPR)特性,能够诱导可见光光催化,因此在光催化领域具有广泛应用。本组前期研究表明,纳米Ag经过等离子体氧化后,光催化性能大幅度提高,为探究机理,本文研究了纳米Ag的氧化及其氧化物的分解过程。另外,金属纳米颗粒复合亦能够显著提高纳米Ag的光催化性能,本文采用纳米Cu颗粒与纳米Ag颗粒复合,探究纳米AgCu复合对纳米Ag光催化性能的改善并分析其机理。主要包括以下两个部分:第一部分探究了纳米Ag的氧化及其氧化物的分解过程。首先采用真空电阻蒸发镀膜方法制备纳米Ag颗粒膜。利用氧等离子体辐照不同时长对纳米Ag进行氧化,随后将氧化后样品在N2中进行退火处理,调整退火温度及退火时间,将氧化银分解。对样品的紫外-可见吸收光谱、拉曼增强性能、物性变化及表面形貌进行了表征。根据表征结果建立了纳米Ag氧化及其氧化物分解过程的模型。研究结果表明,氧等离子体辐照不能使纳米Ag完全氧化,辐照时间延长会生成更高价态的氧化银。没有被氧化的纳米Ag的表面等离激元共振被氧化银阻尼,这种阻尼是提高光催化效率的机制之一,另外,氧化后表面吸附的亲电子氧也有助于提高光催化效率。第二部分探究了纳米AgCu复合对纳米Ag光催化性能的改善及改善机理。从构型、纳米Ag、Cu比例、样品表面含氧量三个方面进行了研究。采用真空电阻蒸发镀膜方法制备复合薄膜,改变纳米Ag、Cu的沉积顺序调整薄膜构型;改变纳米Cu、Ag颗粒膜厚度调整纳米Ag、Cu比例;利用氧等离子体辐照改变样品表面含氧量。对样品的紫外-可见吸收光谱及表面形貌进行了表征,测试样品的光催化性能。研究结果表明,纳米Cu、Ag颗粒复合的构型影响复合结构的光催化性能,以纳米Cu颗粒膜为基体沉积纳米Ag,可显著改善纳米Ag的光催化性能,对一定量的纳米Cu,沉积适量纳米Ag,可使纳米Ag/Cu薄膜光催化性能最佳,与纳米Ag相比,提升率最高达342%;纳米Ag/Cu薄膜经氧等离子体辐照后,光催化性能进一步提升约35%。分析了光催化性能的改善机理。本研究对纳米Ag光催化性能提升机理及方法的研究有科学意义,促进了纳米Ag在光催化领域的应用。