Cu_(2)O/PI复合材料的制备与可见光催化性能

为了弥补聚酰亚胺(PI)作为光催化材料的缺陷,采用与氧化亚铜(Cu_(2)O)复合的方法制备复合光催化剂,增强其光催化性能。首先用溶液聚合的方式,制备了聚酰胺酸(PAA);将PAA浸泡在乙酸铜溶液中进行离子交换;最后在真空烘箱中热处理制备了Cu_(2)O/PI复合材料。采用SEM,TEM,FTIR,XRD和BET等测试方法对材料的形貌、微观结构和组成进行研究,通过UV-Vis DRS,PL和EIS等方法表征了材料的光电性能,以对硝基苯酚还原反应为模型,考察了Cu_(2)O/PI复合材料的光催化性能。结果表明,Cu_(2)O显著提高了PI基体对可见光的吸收和光生电子-空穴对的分离效率,对模型反应具有高效催化效果,催化活性较纯PI明显提高。当Cu_(2)O的质量分数为1%,热处理温度为275℃,热处理时间为2 h时,光催化的活性最好。研究为合成PI基高效光催化剂提供了方法依据。

Cu_(2)O/CPAN/SiO_(2)复合材料的制备及光催化还原性能的研究

为了提高材料的比表面积和光生电子-空穴的分离效率,以具有高比表面积的多孔SiO_(2)为载体,以价带相匹配的Cu_(2)O和CPAN(环化聚丙烯腈)为催化剂,通过溶液浸渍和原位热处理法制备了Cu_(2)O/CPAN/SiO_(2)复合光催化材料。利用TEM,SEM,XRD,FTIR,BET和EDS等方法对复合物的形貌、组成和结构进行了表征,通过UV-vis, DRS,PL,EIS和光电流等方法分析了复合微粒的光电性能,并以对硝基苯酚还原反应为模型,考察了Cu_(2)O/CPAN/SiO_(2)复合微粒的可见光催化性能。结果表明,多孔SiO_(2)载体大大提高了Cu_(2)O/CPAN的比表面积;Cu_(2)O为八面体晶型,与CPAN构筑的异质结均匀分布于SiO_(2)表面,显著提高了对可见光的吸收及光生电子-空穴对的分离效率。当Cu_(2)O的质量分数为2%、热处理温度为260℃、热处理时间为3 h时,制备得到的Cu_(2)O/CPAN/SiO_(2)复合微粒表现出最佳的光催化活性。研究结果为制备高效复合催化剂提供了方法依据。