銻酸銀和鈮酸銀及其復(fù)合體系的表面光電和光催化性能研究.pdf

1、自1972年本多和藤島報道了“本多--藤島效應(yīng)”以來，多相半導體光催化的研究以其在治理污染和氫能制備方面的應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的二氧化鈦光催化劑，以無毒、性能穩(wěn)定、廉價等優(yōu)點已得到廣泛應(yīng)用。但是，由于其帶隙較寬，不能利用可見光，限制了其對太陽光的利用。為了更多的利用太陽能，開發(fā)可見光響應(yīng)的光催化材料成為光催化利用的一個研究熱點。
　　 含Ag金屬氧化物半導體材料是一類可見光響應(yīng)的光催化材料。銻酸銀和鈮酸銀帶隙分別是2.6 e

2、V和2.8 eV，都能利用可見光，并且具有光催化性能。本文通過成分控制、合成方法以及形成復(fù)合材料的形式制備了樣品，并且研究了其表面光電性能和光催化性能。具體的研究工作如下
　　 1）通過離子交換法制備了具有不同Ag/Sb銻酸銀。首先通過AgNO3和H2Sb2O6·nH2O反應(yīng)制備了前軀體AgxHySb2O6·nH2O，然后在700 oC煅燒1小時，得到不同組分的銻酸銀（AgxSb2Oy：x=0.5，y=4.83；x=1.0，y=

3、5.18；x=1.5，y=5.52；x=1.7，y=5.77）樣品。利用X射線衍射儀、紫外可見分光光度計、拉曼散射光譜儀、掃描電子顯微鏡和表面光電壓譜儀，表征了其物相組成，表面形貌，表面光電特性。通過光催化降解羅丹明B（RhB）評價了其光催化性能。結(jié)果顯示隨著在銻酸銀中Ag/Sb的增加，光學帶隙減小，表面光電壓減小，對RhB的光催化降解性能增強；同時，表面光電壓和光催化性能受樣品中的+3價銻離子的含量調(diào)制：隨著正三價銻的含量減小，光催化

4、性能逐漸增加。
　　 2）采用溶劑熱法在不同溫度下（170-240 ℃）制備了的鈮酸銀（AN170，AN180，AN190，AN200，AN240）樣品。首先在100 mL的反應(yīng)釜中加入適量的乙二醇，硝酸銀和五氯化鈮，接著在不同溫度的干燥箱中反應(yīng)24小時。然后把得到的先驅(qū)體在800 ℃煅燒2小時，得到鈮酸銀樣品。利用X射線衍射儀、紫外可見分光光度計、拉曼散射光譜儀、掃描電子顯微鏡和表面光電壓譜儀，表征了其物相組成，表面形貌，表面

5、光電特性。通過光催化降解羅丹明B（RhB）評價了其光催化性能。結(jié)果表明：樣品不同形貌的形成可能歸因于不同的銀顆粒造成的；AN190樣品具有最高的光催化性能和最弱的表面光電壓，可能歸因于鈮酸銀和五氧化二鈮的協(xié)同作用。溫度的選擇和五氧化二鈮的量對于形貌的形成和樣品的性質(zhì)起著關(guān)鍵的作用。
　　 3）采用固相法制備了不同摩爾比的銻酸銀與鈮酸鈉的復(fù)合物。首先把適量的Ag2O，Sb2O3和Na2CO3，Nb2O5分別按一定的摩爾比混合均勻，

6、依次在750和900 ℃分別煅燒4小時和8小時，得到銻酸銀與鈮酸鈉的復(fù)合物(xAgSbO3/NaNO3，x=0.5、1.0、2.0、4.0、6.0）樣品。利用X射線衍射儀、紫外可見分光光度計、拉曼散射光譜儀、掃描電子顯微鏡和表面光電壓譜儀，表征了其物相組成，表面形貌，表面光電特性。通過光催化降解羅丹明B（RhB）評價了其光催化性能。結(jié)果表明：樣品的表面光電壓和光催化活性對銻酸銀的含量敏感。鈮酸鈉與銻酸銀的摩爾比是1：1時的復(fù)合物具有最高