Ag/BiOCl复合材料合成及光催化杀菌活性研究

通过沉积法直接将纳米银颗粒负载到BiOCl上,合成Ag/BiOCl二元复合纳米材料,通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和紫外可见漫反射光谱等多种表征方法对纳米复合物的组成、形貌、光学性质进行表征.研究其在可见光下对金黄色葡萄球菌(S.aureus)的杀菌活性,并探讨杀菌机理.结果发现,BiOCl负载纳米银后,由于银的表面等离子体效应,将BiOCl对光的吸收范围从紫外光区拓展到可见光区.在可见光下Ag/BiOCl能将浓度为1×10~6 cfu·mL^(-1)的S.aureus在6h内完全杀灭,优于单纯的BiOCl以及纳米Ag在可见光下对S.aureus的杀菌效果.通过荧光光谱和电化学阻抗对BiOCl和Ag/BiOCl内电子的激发、迁移与消耗过程进行分析,发现Ag/BiOCl二元复合材料光生电子和空穴的复合率低于单纯的BiOCl.通过捕获剂实验初步确定杀菌过程中的主要活性物种是电子、空穴和H_2O_2.该研究首次报道了Ag/BiOCl在可见光下对S.aureus的光催化杀菌活性.

Ag/BiOCl复合纳米薄膜的合成及光催化性能研究

研究了贵金属Ag修饰对新型半导体BiOCl薄膜材料光催化性能的影响。采用溶胶-凝胶浸渍提拉法先在ITO玻璃上制备了BiOCl薄膜。以其为基底用磁控溅射方法沉积少量的Ag制备Ag/BiOCl复合纳米薄膜。分别研究了不同沉积时间和溅射气压,以及后处理温度下获得的Ag/BiOCl薄膜对罗丹明B(Rh B)染料在紫外光下的光催化降解活性。结果发现适量的Ag修饰能够提高BiOCl薄膜的光催化活性。通过实验探索,当制备金属Ag的优化参数为溅射压强1 Pa,溅射时间1 s,后处理温度200℃,时间1 h时获得的Ag/BiOCl复合纳米薄膜具有最好的光催化性能。用XRD,SEM,UV-Vis光谱等测试方法对其结构、形貌、光谱吸收性等进行了测量分析。进一步探讨了适量贵金属沉积对BiOCl薄膜光催化活性提高的可能原因,杂质能级形成的肖特基势垒对电子有捕获陷阱作用从而增加电子-空穴对的分离,同时利于光生载流子的重新分布。

荧光灯辐照下Ag@AgCl-BiOCl光催化剂湿法脱汞研究

采用共沉淀-光还原法制备了系列Ag@Ag Cl-Bi OCl可见光催化剂,利用N2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、X射线光电子能谱(XPS)和电子自旋共振(ESR)等技术对光催化剂进行物化结构表征,在湿法脱汞装置上考察了荧光灯辐照下Ag Cl负载量、溶液p H、反应温度、SO_2和NO对单质汞(Hg^0)脱除性能的影响。结果表明,在荧光灯辐照下,当Ag/Bi物质的量比为0.2时,光催化剂的脱汞效率最高。随着p H和反应温度的升高,脱汞效率逐渐降低。与SO_2相比,NO对脱汞效率的影响较大。在光催化氧化脱汞过程中,阴离子超氧自由基(·O2-)、空穴(h+)、羟基自由基(·OH)和氯自由基(·Cl)等均可能发挥作用,但·O2–作用较大。

天然温泉水中Ag/AgCl/BiOCl复合光催化剂的合成及可见光催化性能研究

天然温泉水具有分布广泛、成本低、环境友好等特点.本工作选用富含氯离子的云南腾冲温泉水为氯源,采用一步沉积-沉淀法合成Ag/AgCl/BiOCl复合光催化剂.结果表明,Ag/AgCl颗粒负载在片状BiOCl表面,Ag/AgCl/BiOCl由于Ag表面等离子体共振在可见光区具有明显的吸收.可见光催化(λ≥420 nm)降解罗丹明B溶液表明Ag/AgCl/BiOCl复合光催化剂比Ag/AgCl和BiOCl展现出更高的催化性能,且循环4次后依然能维持较高的活性,光激发产生的空穴和电子为主要的反应活性物种.本工作将天然温泉水的应用拓展到纳米材料研究领域,为Ag/AgCl基复合光催化剂的制备提供了一种新的策略.