Ag@AgCl-Bi2WO6催化劑的制備及其光催化性能研究.pdf

1、水污染問題越來(lái)越突出，人們的健康受到了極大的威脅。為了尋求一種更加高效、綠色、低能耗的環(huán)境污染治理技術(shù)，光催化氧化技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。近些年來(lái)，人們開始逐漸關(guān)注新型可見光半導(dǎo)體光催化劑，這種光催化劑比傳統(tǒng)光催化劑具有更高的光催化性能。
　　本文主要研究新型可見光半導(dǎo)體光催化劑Ag@AgCl/Bi2WO6的結(jié)構(gòu)、光催化性能以及催化降解機(jī)理。采用不同表征手段對(duì)復(fù)合催化劑的晶型、形貌、化學(xué)成分、光吸收特性、表面吸附性能、化合物價(jià)態(tài)

2、結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析。通過光催化實(shí)驗(yàn)確定光催化反應(yīng)過程中最佳的反應(yīng)條件。此外，根據(jù)Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑的價(jià)帶結(jié)構(gòu)以及自由基捕獲實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出了Ag@AgCl/Bi2WO6光催化反應(yīng)機(jī)理。論文主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1.采用水熱法和兩步合成法成功制備出了Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑。采用不同的表征手段對(duì)其理化性能進(jìn)行了分析，結(jié)果表明:Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑的結(jié)晶度、純度較高，晶型較好;從SEM圖可以

3、看出，立方體Ag@AgCl沉積在具有花型的結(jié)構(gòu)Bi2WO6的表面上;Ag@AgCl和Bi2WO6的復(fù)合拓寬了的Bi2WO6可見光響應(yīng)范圍，相對(duì)于純的Bi2WO6，復(fù)合催化劑發(fā)生明顯的紅移;采用BET方法分析測(cè)定Ag@AgCl/Bi2WO6的吸附特性發(fā)現(xiàn)其N2吸附-脫附等溫線符合Ⅳ型等溫線，復(fù)合后的比表面積變小，這主要是由于Ag@AgCl沉積在Bi2WO6的表面上。由Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑的XPS譜圖可知Ag@AgCl/Bi2

4、WO6催化劑由Bi、W、O、Cl、Ag元素組成，其中Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑中Bi元素的主要化學(xué)價(jià)態(tài)為+3價(jià)，W元素的主要化學(xué)價(jià)態(tài)為+6價(jià)，對(duì)應(yīng)的是W6+氧化態(tài)。氧元素存在晶格氧離子和表面羥基氧兩種形式，Ag元素存在金屬Ag單質(zhì)和Ag+兩種化學(xué)價(jià)態(tài)形式。
　　2.以環(huán)境雌激素雙酚A為目標(biāo)污染物，在模擬的太陽(yáng)光下進(jìn)行了光催化降解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明:Ag@AgCl/Bi2WO6復(fù)合光催化劑的光催化性能普遍比純的Bi2WO6光催化

5、性能要好。其中，AB-0.2的光催化效果最好;光催化最佳的反應(yīng)條件為:雙酚A初始濃度為3 mg/L，催化劑投加量為0.03 g，pH=11時(shí)，可見光光照1h后，Ag@AgCl/Bi2WO6復(fù)合光催化劑對(duì)雙酚A的降解率為92.53％;通過對(duì)比分析，不同催化劑對(duì)雙酚A光催化降解過程更符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　3.通過自由基捕獲實(shí)驗(yàn)研究了Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑的降解機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn):·O2-自由基和空穴是光催化反應(yīng)過程中主