磷酸银纳米材料的制备及光催化性能研究

【摘要】：半导体光催化剂在催化降解水体有机污染物方面具有广泛的重大应用。合成催化活性及催化效率高、无毒害废物产生的可见光半导体催化剂,一直是水环境污染控制的热点课题。本文围绕Ag3PO4和Au-ZnO纳米颗粒的合成,结构和光催化性能进行研究,主要研究内容和研究结果如下：1.Ag3PO4纳米颗粒合成及光催化性能以AgNO3作为银源,H3P04为沉淀剂,在环己烷-油胺环境中,改变聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量,调控Ag3PO4纳米颗粒大小和形貌。结果表明,在确定的反应物组份中,当加入0.5 gPVP时,Ag3PO4颗粒形貌规整,紫外可见光漫反射吸收光谱广,且可见光光催化性能最好。2.氧化石墨烯-Ag3PO4纳米复合物制备及光催化性能利用超声分散技术,以片状氧化石墨烯(GO)作为载体,原位合成Ag3PO4颗粒,使之均匀分散附着在片层石墨烯上形成GO-Ag3PO4纳米复合物。光催化实验表明,石墨烯可以增强Ag3PO4纳米颗粒的光催化性能,GO-Ag3PO4复合物可见光吸收边缘由Ag3PO4的530 nm红移到580 nm,当石墨烯的相对含量为5 wt%时,GO-Ag3PO4复合物对罗丹明(RhB)的光降解活性最强。3.Ag3PO4结构形貌调控及光催化性能以[Ag(NH3)2]+作为中间体,通过改变溶剂和表面活性剂,合成了三种不同形貌的Ag3PO4立方晶体。光催化实验结果表明：表面粗糙多孔以及缺少棱角的Ag3PO4立方晶体,具有更高效的光催化性能,归因于其较大的比表面积和(110)高能晶面。4. Au-ZnO纳米复合物合成与光催化性能以Zn(Ac)2、HAuCl4为原料,在二甘醇(DG)存在下,用一步法制备Au-ZnO六棱柱状复合物。改变HAuCl4添加量,Au-ZnO纳米复合物形貌由不规则的桑葚状向规则的六棱柱状衍变。RhB光降解实验结果表明:Au-ZnO纳米复合物较ZnO纳米颗粒光催化活性和催化效率显著增强,当Au-ZnO纳米复合物中金含量为2.11%时,其光催化性能最好。