Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒的光催化性能研究

论文摘要

以钛酸四丁酯、硝酸银和溴化钠为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2凝胶,再利用浸渍法制备了AgBr/TiO2纳米微粒,然后用可见光照射AgBr/TiO2纳米微粒使AgBr发生光解反应,得到Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒。采用X-射线衍射分析（XRD）、紫外可见漫反射（UV-vis DRS）、N2等温吸附-脱附分析、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）等方法对Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒的晶型、结构及形貌进行了表征。结果表明,制备的Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒中的TiO2为锐钛矿型,AgBr和Ag的空间点阵型式为面心立方,复合微粒平均粒径为13.58nm。Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒在整个可见光区域均有较强的吸收。以甲基橙为模型污染物,考察了Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒的可见光催化活性、光催化稳定性以及光降解反应条件的影响。结果表明,Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒具有较高的光催化活性及稳定性。甲基橙溶液浓度、光催化剂浓度及溶液的pH值都会影响光催化剂的降解效果。采用反相微乳液法制备了Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒,通过在可见光下降解甲基橙溶液,考察了制备过程中钛银摩尔比、AgBr光解反应时间、煅烧温度等因素对Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒可见光催化活性的影响。确定了反相微乳液法制备较高光催化活性的Ag/AgBr/TiO2催化剂的制备条件为,钛银摩尔比为5?1,AgBr光解反应时间为6h,煅烧温度为450℃。通过X-射线衍射分析（XRD）及紫外可见漫反射（UV-vis DRS）等方法对Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒进行了表征。结果表明,Ag/AgBr/TiO2纳米复合微粒中TiO2为锐钛矿型晶型,AgBr为面心立方结构,复合微粒平均粒径为10.23nm。AgBr的感光性使Ag/AgBr/TiO2复合微粒在可见光区有较强的吸收。光催化降解甲基橙溶液实验表明,Ag/AgBr/TiO2催化剂的可见光催化活性比纯TiO2有很大提高,并且具有较高的光催化稳定性,所制备的纳米复合微粒在第8次循环使用时对甲基橙的光降解率仍达到初次降解率的70%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 二氧化钛的结构及制备方法
• 1.2.1 溶胶-凝胶法
• 1.2.2 液相沉淀法
• 1.2.3 水热法
• 1.2.4 醇盐水解法
• 1.2.5 微乳液法
• 2的光催化原理'>1.3 Ti0₂的光催化原理
• 2 光催化活性的因素'>1.4 影响纳米Ti0₂光催化活性的因素
• 1.4.1 晶型结构
• 1.4.2 晶粒尺寸和比表面积
• 1.4.3 表面羟基
• 1.4.4 外在因素的影响
• 2 光催化活性的方法'>1.5 提高纳米Ti0₂光催化活性的方法
• 1.5.1 染料敏化
• 1.5.2 贵金属沉积
• 2 的掺杂改性'>1.5.3 纳米Ti0₂的掺杂改性
• 1.5.4 导电聚合物复合
• 1.5.5 半导体复合
• 1.6 AgBr 研究背景及进展
• 1.7 本课题的主要目的和内容
• 2纳米复合微粒及其光催化性能研究'>第2章 浸渍法制备Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒及其光催化性能研究
• 2.1 实验
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 纳米复合微粒的合成
• 2 纳米复合微粒的表征'>2.1.4 Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒的表征
• 2.1.5 催化剂的光催化活性评价
• 2 纳米复合微粒光催化活性的影响'>2.1.6 反应条件对Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒光催化活性的影响
• 2 纳米复合微粒的光催化稳定性测试'>2.1.7 Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒的光催化稳定性测试
• 2.2 结果和讨论
• 2.2.1 纳米复合微粒的表征
• 2 纳米复合微粒的光催化活性'>2.2.2 Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒的光催化活性
• 2.2.3 不同反应条件对光催化活性的影响
• 2 纳米复合微粒光催化稳定性实验'>2.2.4 Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒光催化稳定性实验
• 2 纳米复合微粒对罗丹明B 的降解研究'>2.2.5 Ag/AgBr/Ti0₂ 纳米复合微粒对罗丹明B 的降解研究
• 2 纳米复合微粒对活性艳红的降解'>2.2.6 Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒对活性艳红的降解
• 2 纳米复合微粒的光催化机理分析'>2.2.7 Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒的光催化机理分析
• 2.3 本章小节
• 2纳米复合微粒及其光催化活性研究'>第3章 反相微乳液法制备Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒及其光催化活性研究
• 3.1 实验
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 纳米复合微粒的合成
• 3.1.4 稳定反相微乳液体系的确定
• 3.1.5 催化剂的表征
• 3.1.6 催化剂的光催化活性评价
• 2 光催化剂的催化稳定性测试'>3.1.7 Ag/AgBr/ Ti0₂光催化剂的催化稳定性测试
• 3.2 结果和讨论
• 3.2.1 稳定反相微乳液体系的确定
• 3.2.2 纳米复合微粒的表征
• 2 催化剂光催化活性的影响'>3.2.3 不同制备条件对Ag/AgBr/Ti0₂催化剂光催化活性的影响
• 2 纳米复合微粒光催化稳定性研究'>3.2.4 Ag/AgBr/Ti0₂纳米复合微粒光催化稳定性研究
• 3.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 致谢