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)越來越受到人們的重視。近些年來，人們開始逐漸關(guān)注新型可見光半導體光催化劑，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理。采用不同表征手段對復合催化劑的晶型、形貌、化學成分、光吸收特性、表面吸附性能、化合物價態(tài)

2、結(jié)構(gòu)進行詳細的分析。通過光催化實驗確定光催化反應過程中最佳的反應條件。此外，根據(jù)Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑的價帶結(jié)構(gòu)以及自由基捕獲實驗的結(jié)果，提出了Ag@AgCl/Bi2WO6光催化反應機理。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其理化性能進行了分析，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的復合拓寬了的Bi2WO6可見光響應范圍，相對于純的Bi2WO6，復合催化劑發(fā)生明顯的紅移;采用BET方法分析測定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元素的主要化學價態(tài)為+3價，W元素的主要化學價態(tài)為+6價，對應的是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+兩種化學價態(tài)形式。
　　2.以環(huán)境雌激素雙酚A為目標污染物，在模擬的太陽光下進行了光催化降解實驗。實驗表明:Ag@AgCl/Bi2WO6復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，可見光光照1h后，Ag@AgCl/Bi2WO6復合光催化劑對雙酚A的降解率為92.53％;通過對比分析，不同催化劑對雙酚A光催化降解過程更符合一級反應動力學模型。
　　3.通過自由基捕獲實驗研究了Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑的降解機理。研究發(fā)現(xiàn):·O2-自由基和空穴是光催化反應過程中主