Er:YAG/MoS_(2)-NiGa_(2)O_(4)复合物的制备及其光催化活性的研究

本研究采用水热合成法合成了半导体光催化剂NiGa_(2)O_(4),并用溶胶-凝胶法和高温煅烧法制备了上转换发光剂Er^(3+):Y_(3)Al_(5)O_(12)(Er:YAG),然后采用超声分散法和水热合成法制备了Er:YAG/MoS_(2)-NiGa_(2)O_(4)复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能量色散X射线能谱(EDX)、X射线光电子能谱(XPS)以及光致发光光谱(PL)等表征手段对其结构、组成、表面形态及其光学特性进行了研究。此外,还详细研究了Er:YAG与NiGa_(2)O_(4)的不同质量比、光照时间、溶液酸度(pH)和光催化剂的稳定性等因素对光催化分解水制氢活性的影响。结果表明,在复合光催化剂Er:YAG/MoS_(2)-NiGa_(2)O_(4)中,Er:YAG作为上转换发光剂可以吸收可见光并将它们转换为紫外光激发宽带隙半导体NiGa_(2)O_(4)。并且,Er:YAG与NiGa_(2)O_(4)的质量比为3∶9,溶液的pH=6.0时,催化剂Er:YAG/MoS_(2)-NiGa_(2)O_(4)表现出最佳的光催化活性。此外还考察了Er:YAG/MoS_(2)-NiGa_(2)O_(4)光催化制氢活性的稳定性。实验结果显示,经过5次重复实验光催化剂Er:YAG/MoS_(2)-NiGa_(2)O_(4)的催化活性仍保持较高水平。