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随着环境污染的加剧,利用光催化技术解决环境问题已经受到大家的广泛关注,而有效的光催化剂则是关键。本文针对半导体光催化剂领域中太阳光利用率低、光催化效率低、材料不稳定等问题,针对Ag3PO4及ZnO光催化剂各自的优缺点,对它们进行改性,提高其光催化活性以及稳定性。以Ag3PO4或ZnO光催化剂为基础设计制备不同复合半导体材料,以罗丹明B作为拟降解物来研究其光催化性能,研究半导体负载量对其光催化活性的影响,并对制备的半导体催化剂的光催化机理进行探索,开展了一系列关于材料合成、改性以及应用的研究。具体研究内容如下:(1)Ag3PO4/ZnO异质结构的复合半导体材料:以硝酸银、磷酸氢二钠和商业氧化锌为主要原料,采用原位沉淀法制备出Ag3PO4/ZnO异质结构的复合半导体材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等方法对Ag3PO4/ZnO催化剂的晶相组成、微观结构、吸光性能等进行表征,并对其光催化性能和光电性能进行检测,并探索ZnO的负载量对其光催化性能的影响,对Ag3PO4/ZnO光催化降解罗丹明B机理进行了初步的探讨。结果表明,制备摩尔比为1:1时的复合物光催化性能最优,其催化速率是同一条件下制备出的纯Ag3PO4的3.5倍,是商业ZnO的19倍。而Ag3PO4/ZnO复合物的光催化活性的提高和光腐蚀的抑制可能归功于Ag3PO4与ZnO异质结的形成。随后通过催化降解难降解的无色的有机污染物邻硝基苯酚排除了染料敏化的可能,也更突出该催化剂对环境的功效贡献。(2)Ag3PO4/WO3异质结构的复合半导体材料:以硝酸银、磷酸氢二钠和纳米三氧化钨为主要原料,采用原位沉淀法制备出Ag3PO4/WO3异质结构的复合半导体材料,利用XRD、SEM、UV-Vis等方法对Ag3PO4/WO3催化剂的晶相组成、微观结构、吸光性能等性能进行表征,并对Ag3PO4/WO3光催化性能和光电性能进行检测,并探索WO3的负载量对其光催化性能的影响,对其光催化机理进行初步的探讨。研究结果表明,复合的最佳比为1:0.7,其催化速率是同一条件下制备出的纯Ag3PO4的6倍,是纳米WO3的122倍。而Ag3PO4/WO3复合物的光催化活性的提高和光腐蚀的抑制可能归功于建立的Ag3PO4与WO3导带价带之间的能级差。(3)花状ZnO/Ag复合半导体材料:采用自组装法制备出由纳米ZnO颗粒组成的花状ZnO,采用光还原的方法将贵金属Ag沉积在花状ZnO上制备出具有高效光催化活性的ZnO/Ag复合材料,利用XRD、SEM、EDS、UV-Vis等分别对花状ZnO以及负载Ag后的ZnO/Ag样品的晶相组成、微观形貌和吸光度等进行表征,并且考察该光催化剂在模拟太阳光照射下对罗丹明B溶液的光催化降解效果,从而探索贵金属Ag的沉积的时间对ZnO/Ag光催化性能的影响。结果表明,Ag沉积6min得到的ZnO/Ag复合物光催化性能最好,其光催化降解效率较同一条件下制备出的ZnO高出5.8倍。这归功于贵金属Ag的负载,可以捕获光生电子,减小电子-空穴对的复合,还有贵金属与半导体发生表面等离子共振效应增强对可见光的吸收。