BiPO4/Ag3PO4/CNTs复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能（英文）

采用超声共沉淀法制备了一种新型BiPO4/Ag3PO4/CNT复合光催化剂。用SEM、DRS和PL对材料的形貌和表面缺陷进行了表征。结果表明,随着BiPO4和CNT含量的增加,Ag3PO4样品的吸收边带发生红移,吸收强度在450~700nm范围内增加。用亚甲蓝(MB)溶液模拟污染源,评价催化剂的活性。实验结果表明,当BiPO4和Ag3PO4的最佳摩尔比为5%时,光催化性能最佳。与Ag3PO4催化剂相比,cal-5-0.5-350具有更高的光催化活性。这可以归因于适当的Bi和CNT加入到Ag3PO4中可以增强材料的比表面积,增加材料对可见光的吸收,提高光生电子和空穴的分离效率,降低电子-空穴对的复合速率。

电化学共沉积制备可见光高催化活性Ag_3PO_4/CNTs/Ni复合薄膜

采用电化学共沉积法制备了Ag_3PO_4/CNTs/Ni复合薄膜,运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其进行了形貌和结构特性的分析,在可见光下分别考察了复合薄膜光催化降解罗丹明B和刚果红的性能。结果表明,最佳工艺制备的Ag_3PO_4/CNTs/Ni复合薄膜最外层为大小均匀的Ag_3PO_4球形颗粒,平均粒径为20～30 nm,而在其内层则为Ag_3PO_4和CNTs交错的网状结构。Ag_3PO_4/CNTs/Ni复合薄膜的光催化活性和稳定性均明显优于纯Ag_3PO_4/Ni薄膜,且光催化降解罗丹明B的速率常数是纯Ag_3PO_4/Ni薄膜的2.14倍。这都归因于CNTs的高导电性及其与Ag_3PO_4良好的协同效应,有效地促进了光生电子与空穴的分离。

Ag_3PO_4/AgBr/CNTs复合光催化剂的合成及其可见光催化性能研究

采用离子交换-沉淀法制备了Ag_3PO_4/AgBr/CNTs复合光催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等手段对材料的晶型、形貌特征和光吸收特性进行了表征,并以罗丹明B(Rh B)为目标污染物,考察催化剂的光催化活性和稳定性。测试结果表明,当CNTs的质量添加量为3%时,催化剂的催化活性表现最高,光照90min对Rh B的降解效率为100%;经过5次循环使用,对Rh B的降解率仍然保持在90%左右。通过加入不同的牺牲剂,探讨了材料的光催化机理和光催化过程中的活性物种。实验表明,光催化活性的提高是由于Ag_3PO_4/AgBr形成了异质结以及CNTs对光生载流子的高迁移率,同时h+和·O-2是光催化降解过程中的主要活性物种。

Ag_3PO_4/BiPO_4复合光催化剂的制备及其降解罗丹明B的研究

采用水热法合成复合Ag_3PO_4/BiPO_4光催化剂,考察不同p H和不同复合比例下合成的光催化剂对溶液中罗丹明B的光催化降解性能,并与BiPO_4进行对比。结果表明:在p H=7,复合比例Ag_3PO_4/BiPO_4摩尔比为4∶3条件下水热制备的Ag_3PO_4/BiPO_4对可见光的利用率最高,催化性能最好;降解180 min后,对罗丹明B的降解率达到61%,较纯相BiPO_4提升了27%。本文还利用XRD、SEM和紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等测试手段对合成的样品进行表征,分析得出复合Ag_3PO_4之后,催化剂的禁带宽度变窄,并出现较多的独居石晶型BiPO_4,光生电子与空穴复合效率变低,从而使复合材料的光催化降解罗丹明B的能力得到提升。

BiPO_4@Ag_3PO_4核/壳异质结的制备及光催化性能

采用简单的水热法结合离子交换法制备了BiPO4@Ag3PO4核/壳异质结光催化剂,采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱仪(DRS)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对催化剂的形貌、组成、晶型和光物理性质等进行了研究,用罗丹明B(RhB)为模拟水体中有机污染物分别在可见光和模拟太阳光照条件下对催化剂的催化活性进行了测试.结果表明,负载Ag3PO4的BiPO4微米棒具有较高的可见光响应,其核/壳异质结结构有利于光生电子-空穴对的有效分离和提高对RhB的光催化降解效率,在可见光和模拟太阳光照射条件下分别在60和40 min可使RhB完全脱色降解.活性物种检测实验结果证明,该催化剂在污染物降解过程中主要的机理是光生空穴的直接氧化.

微量Ag_3PO_4改性g-C_3N_4的可见光催化活性研究

采用一种简易方法制备了较低Ag3PO4含量的Ag3PO4/g-C3N4复合可见光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)和X射线光电子能谱(XPS)等对Ag3PO4/gC3N4进行了系统分析与表征。通过在Ag3PO4/g-C3N4存在条件下甲基橙的光降解反应,考察该催化剂的可见光催化活性。结果表明,所制备的复合材料中确实存在Ag3PO4,Ag3PO4的引入对gC3N4晶型结构没有明显的影响,但显著提高了其在可见光区的吸收能力和光生电子/空穴对的分离效率,提高了其可见光催化活性。

GO/Ag_3PO_4复合光催化剂的制备、表征及光催化性能

以石墨粉为原料,采用Hummers氧化法合成氧化石墨烯(GO).然后在超声作用下,将不同含量的Ag3PO4沉积在GO上,制备了一系列4%(w,质量分数)GO/Ag3PO4、8%GO/Ag3PO4、16%GO/Ag3PO4和32%GO/Ag3PO4复合光催化剂.对所制备的光催化剂运用N2物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等手段进行了表征,并在可见光下考察了GO含量对Ag3PO4光催化降解甲基橙(MO)的性能.结果表明,GO能够和Ag3PO4实现均匀复合.复合GO提高了催化剂的比表面积,改善了催化剂的吸附性能.复合16%GO使Ag3PO4光催化活性提高最显著,120 min内对MO的降解率达到83%,是纯Ag3PO4光催化活性的7.5倍.GO能提高催化剂的比表面积,促进光生电子-空穴(e–/h+)的分离,产生更多活性自由基,从而提高Ag3PO4光催化的活性和稳定性.

Ag_3PO_4/ATP纳米复合材料的制备及可见光催化性能研究

以天然矿物凹凸棒石(简称ATP)为载体,在其表面原位生成纳米Ag3PO4,制备Ag3PO4/ATP复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(Uv-vis DRS)等测试方法对复合材料的表面结构、形貌、光响应性能进行了研究。结果表明:Ag3PO4/ATP复合光催化剂中Ag3PO4以纳米微球均匀分布在ATP表面,平均直径12.5 nm。进一步通过150 W碘钨灯下降解甲基橙(MO)的实验,研究了光催化材料的可见光催化性能。实验结果表明,Ag3PO4、Ag3PO4/ATP在可见光下具有光催化活性,Ag3PO4/ATP的光催化性能优于Ag3PO4,2.5 h对甲基橙的降解率达到93.4%。

Ag_3PO_4/Ni薄膜的制备及其光催化降解罗丹明B的性能和机理

用电化学方法制备Ag3PO4/Ni薄膜,以扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构、光谱特性及能带结构进行了表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性和稳定性进行了测定,采用向溶液中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光催化降解机理进行了探索。结果表明:最佳工艺下制备的Ag3PO4/Ni薄膜具有致密的层状表面结构,是由多晶纳米颗粒构成的薄膜。薄膜具有较高的光催化活性和突出的光催化稳定性,可见光下催化作用60 min,薄膜光催化罗丹明B的降解率是多孔P25 Ti O2/ITO纳米薄膜(自制)的2.3倍;在保持薄膜光催化活性基本不变的前提下可循环使用6次。给出了可见光下薄膜光催化降解罗丹明B的反应机理。

Ag@AgCl/Ag_3PO_4的可见光光催化性能及机理研究

采用沉淀转换法制备了Ag@AgCl/Ag3PO4可见光光催化材料,并采用XRD、UV-vis、SEM及XPS等手段对其进行了表征。以水中甲基橙的降解为探针反应,考察了可见光照射下Ag@AgCl/Ag3PO4的光催化活性。XRD结果表明催化剂的晶型完整。Uv-vis吸收光谱分析可知Ag@AgCl/Ag3PO4催化剂的带隙明显变窄且对可见光吸收增强。SEM分析结果表明催化剂颗粒在0.5μm左右。XPS光谱表明催化剂表面的Ag0与Ag+含量明显增强。经分析可知,Ag@AgCl/Ag3PO4在可见光下具有较高光催化活性的主要原因可归结为:催化剂带隙能的减小、Ag0与AgCl形成的表面等离子共振效应及强氧化性Cl0的协同作用。

可见光响应型Ag/Ag_3PO_4复合光催化剂的制备及其光催化性能

以AgNO_3和Na_2HPO_4为原料,采用液相沉淀结合光还原法合成了Ag/Ag_3PO_4复合光催化材料,采用XRD、SEM、UV-vis DRS及光降解亚甲基蓝实验对样品的晶相结构、表面形貌、光吸收性能及光催化性能进行了表征,结果表明,所得Ag/Ag_3PO_4样品呈类球状,尺寸分布均匀,粒径约为0. 2μm,样品中Ag_3PO_4呈体心立方相结构,Ag的掺入,改变了Ag_3PO_4的晶格参数,(210)及(211)晶面衍射峰发生明显红移;同时Ag的掺入使其在Ag_3PO_4晶格内部形成掺杂能级,窄化了Ag_3PO_4的能带结构,拓宽了材料的可见光响应范围。以氙灯为光源,光照90min时,样品对MB表现出较好的光催化降解效果,降解率可达96. 57%;且重复使用5次后,Ag/Ag_3PO_4样品对MB的降解率仍然保持在80%左右,明显优于纯Ag_3PO_4。

可见光催化剂Ag_3PO_4/海泡石的制备及降解染料废水性能

以沉淀法、离子交换法和原位法制备了Ag_3PO_4/海泡石复合光催化剂,采用XRD、FTIR、UV-Vis-DRS对其结构进行了表征,以可见光驱动催化降解日落黄染料为探针反应,考察了制备方法对催化剂光催化性能的影响。结果表明:Ag_3PO_4与海泡石成功复合并产生了协同作用,催化剂中Ag_3PO_4均为立方晶型,部分Ag_3PO_4进入了海泡石层间,改变了其晶面有序性并拓宽了层间距,海泡石对Ag_3PO_4的复合提高了Ag_3PO_4的稳定性和光催化活性;其中,离子交换法制备的光催化剂中Ag_3PO_4与海泡石的复合程度最高,Ag_3PO_4稳定性最强,光催化活性最好,在可见光驱动下,该催化剂对50 mg/L的日落黄降解率可达97.16%,并且对其他3种50 mg/L的染料废水的降解率也在86%以上,此外,该催化剂再生2次后仍保持良好的活性和稳定性。

Ag_3PO_4/Ni纳米薄膜降解罗丹明B的光电催化性能和反应机理

采用电化学方法制备Ag3PO4/Ni薄膜,以扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构、光谱特性及能带结构进行表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光电催化活性和稳定性进行测定,采用向溶液中加入活性物种捕获剂和通氮除氧方法对薄膜的光催化降解机理进行探索,并提出光电催化降解罗丹明B的反应机理。结果表明:最佳工艺下制备的Ag3PO4/Ni薄膜具有致密的层状表面结构,是由多晶纳米颗粒构成的薄膜。该薄膜具有显著的光电催化活性,在最佳阳极偏压下,光电催化罗丹明B的降解率是多孔P25 Ti O2/ITO薄膜的6.69倍;相对于未加偏压的光催化,降解率提高了5.34倍,并且具有突出的光电协同效应。同时,该薄膜具有优异的光催化和光电催化稳定性。在0.1 V阳极偏压下,可使光催化稳定性提高近一倍。

水热法一步合成球状AgBr/Ag3PO4复合催化剂及其光催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为Br源,采用水热法一步合成球状AgBr/Ag_3PO_4复合光催化剂,利用XRD、SEM、DRS及PL等对其结构和形貌进行分析,以水中微污染物甲基橙(MO)的降解评价AgBr/Ag_3PO_4复合物可见光催化活性。结果表明:产物是球状的AgBr/Ag_3PO_4复合物,AgBr/Ag_3PO_4复合物较纯相的AgBr或Ag_3PO_4都有更好的可见光催化活性,当Br/P的质量比为1∶10时所得复合物的催化活性最好,0.08g该复合物经过可见光催化降解MO(200mL,8mg/L)溶液10min后降解率达到95.52%,是相同条件下沉淀法产物降解率的1.5倍,循环降解3次后降解率达85.62%。

Ag_3PO_4的可见光光催化性能及机理分析

采用沉淀置换法制备了可见光光催化剂Ag3PO4,利用XRD、UV-Vis及XPS等对其进行了结构特性分析,以水中微污染有机物的降解评价了Ag3PO4的光催化活性,并通过活性物种及能带结构的分析对催化剂的光催化机理进行了推测。结果表明,Ag3PO4的带隙能约为1.9 eV、催化剂表面存在的Ag+可捕获光生e-、催化剂的价带电位较低,这有利于Ag3PO4在可见光照射下产生的e--h+的分离及活性物种.OH的形成。经60 min可见光光催化反应,15 mg.L-1的甲基橙和腐殖酸的降解率分别达97%和82%,比同等条件下TiO2-P25的降解率还高40%和25%,光催化剂Ag3PO4的用量为0.6 g.L-1。

Ag3PO4/ZnO@碳球三元异质结的合成及可见光催化性能

以片花状的ZnO@碳球(ZnO@C)为前驱物,采用原位沉淀法使Ag3PO4颗粒生长在其表面形成Ag3PO4/ZnO@碳球(Ag3PO4/ZnO@C)三元复合物。利用XRD,SEM,Raman,UV-VisDRS及瞬态光电流响应等技术对合成样品进行表征,并测试其可见光催化性能。结果表明:ZnO@C的引入能够显著提高Ag3PO4的光催化性能,其中5%(质量分数)ZnO@C与Ag3PO4的复合物AP-Z-5光催化效果最佳。在5mg/LFe(NO3)3牺牲剂存在的情况下,AP-Z-5在20min内能完全降解亚甲基蓝,光催化循环4次后仍保持86%的降解能力。AP-Z-5在Cr(VI)与亚甲基蓝混合废水中对亚甲基蓝依然能保持较高的光催化降解能力。

Ag_2S/Ag_3PO_4/Ni复合薄膜的制备及其光催化性能

采用电化学方法制备Ag_2S/Ag_3PO_4/Ni复合薄膜,以扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UVVis DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构、光谱特性及能带结构进行了表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性和稳定性进行了测定,采用向溶液中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜的光催化机理进行了探索。结果表明:最佳工艺制备的Ag_2S/Ag_3PO_4/Ni是由均匀的球形纳米颗粒构成的薄膜,其光催化活性明显优于纯Ag_3PO_4/Ni薄膜和纯Ag_2S/Ni薄膜,且在保持薄膜光催化活性基本不变的前提下可循环使用6次。提出了可见光下Ag_2S/Ag_3PO_4/Ni复合薄膜光催化降解罗丹明B的反应机理。

复合纳米棒状Ag3PO4/ZnO材料的光催化性能

以一维棒状ZnO为载体,采用原位生长法制备纳米棒状Ag3PO4/ZnO复合材料。通过XRD、SEM、TEM、XPS和UV-Vis-DRS等测试对纳米棒状Ag3PO4/ZnO复合材料进行了表征,并评价了样品在可见光下的光催化性能。结果显示,ZnO几乎无可见光活性,通过水热法制备的ZnO形貌发生了改变,为比表面积的增加做出了贡献,为Ag3PO4提供了更多的负载可能。在可见光照射下,纯ZnO和Ag3PO4对苯酚的降解率分别为20%和38%,复合材料Ag3PO4/ZnO对苯酚的降解率为91.24%,光催化降解性能明显高于纯ZnO和Ag3PO4。最后,光催化稳定性的研究证明,Ag3PO4/ZnO复合材料形成了有效的异质结结构,抑制了电子-空穴的复合,提高了Ag3PO4/ZnO复合材料的稳定性。

原位化学沉积法制备AgBr/Ag3PO4光催化剂及其催化性能

通过原位化学沉积法制备了AgBr/Ag3PO4复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征手段对其进行了表征。研究了可见光照射下,AgBr、Ag3PO4和AgBr/Ag3PO4在不同照射时间、催化剂的量、染料初始浓度和不同染料条件下降解罗丹明B的催化活性。结果显示,光照30 min后AgBr/Ag3PO4复合光催化剂对罗丹明B的降解率可以达到98%,比单一的AgBr和Ag3PO4对罗丹明B的降解率分别提高了1.5倍和1.2倍。此研究的结果证明了AgBr/Ag3PO4复合物在光催化降解中应用的潜能。

n-n异质结Ag_3PO_4/Bi_2WO_6的制备及其增强的可见光活性

以片状Bi_2WO_6为前驱体,采用沉淀法制备n-n异质结Ag_3PO_4/Bi_2WO_6复合材料。通过多种技术,像X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis/DRS)考察所制备样品的组成、结构、形貌和光吸收性质。Ag_3PO_4/Bi_2WO_6复合材料由球形Ag_3PO_4和片层Bi_2WO_6相互交织组成,形成n-n异质结。随后,以染料罗丹明B(Rh B)和苯酚(Phen)为模型分子来评价光催化剂Ag_3PO_4/Bi_2WO_6的可见光催化性能。与单体相比,Ag_3PO_4/Bi_2WO_6复合材料显示出增强的可见光催化活性。n-n异质结的形成可扩宽可见光吸收范围,促进光生电子-空穴对的分离,进而提高复合材料的可见光催化效率。