表面电性对AgBr光催化性能影响的研究毕业论文
2021-05-25 23:05:16
摘 要
随着工业化的发展，环境污染是目前人类面临的一个重大问题，而光催化技术因高效降解污染物、绿色无污染的优点，在污染治理方面得到广泛应用，但目前的光催化材料性能较低，无法应用于实际，因此寻找高性能光催化材料，提高降解速度具有重要的意义。
本研究采用简单的溶液法制备了表面具有带电性的AgBr以及AgBr-GO（GO代表氧化石墨烯）两种可见光光催化剂，利用XRD、扫描电镜、红外、紫外可见漫发射和zeta电位测试等手段对两种不同的样品进行表征，并进行了对比和分析。
研究结果表明：带正电的性能始终高于带负电的样品，其中样品光催化剂Ag /AgBr的光催化性能在AgBr类样品中性能最高，速率常数为0.05735 min-1，是AgBr的2.15倍，是Br-/AgBr的2.69倍；而制备时AgNO3溶液过量2 ml的AgBr-GO光催化剂在AgBr-GO类样品中的性能最高，速率常数达到0.04412 min-1，是AgBr-GO的2.25倍，是制备时NaBr溶液过量1 ml的AgBr-GO光催化剂的2.21倍。性能提高的原因是：Ag 极易捕获光生电子，加快电荷转移；石墨烯的比表面积相对较大，能供给比较多的附着位点。
本文的特色：研究了AgBr和AgBr-GO表面的带电性对光降解性能的影响，可为提高AgBr光催化剂的光催化性能提供一定的研究思路。
关键词：可见光光催化剂；带电性；GO；AgBr
Abstract
With the development of industrialization, the environmental pollution is a major problem that mankind faces at present. Photocatalytic technology has been widely used in the field of environmental management because of its advantages of high efficiency and no pollution, however, the performance of photocatalytic materials is low, can not be applied in practice, therefore, looking for photocatalytic materials with high-performance, has an important significance to improve the photocatalytic efficiency.
In this study, a simple solution method was used to prepare AgBr and AgBr-GO two visible light catalysts with the surface charge. Two kinds of samples were characterized by XRD, SEM, FT-IR, UV-Vis diffuse emission and zeta potential test, and the comparison and analysis were carried out.
In this paper, the effect of surface charge on the photocatalytic performance of AgBr and AgBr-GO two kinds of photocatalyst was studied.
Research results showed that the performance of the positively charged samples was always higher than the negatively charged samples.Among them, the photocatalytic performance of the sample photocatalyst Ag /AgBr was highest in the sample of AgBr with a rate constant 0.05735 min-1, 2.15 times of AgBr, and 2.69 times of Br-/AgBr; The photocatalyst which the excess of AgNO3 solution was 2 ml when the samples were prepared had the highest performance in AgBr-GO samples, the rate constant reached 0.04412 min-1, was 2.25 times that of AgBr-GO, The photocatalyst which the excess of NaBr solution was 1 ml when the samples were prepared of 2.21 times. The reason for the improvement of the photocatalytic performance is that Ag is very easy to capture the photo electron, accelerate the charge transfer, and the graphene has large specific surface, which can provide more attachment sites.
The characteristics of this paper: the effects of the charged properties of AgBr and AgBr-GO on the photocatalytic properties were studied. This work may provide new insights for improving the photocatalytic performance of AgBr photocatalysts.
Key Words：Visible light photocatalyst；Chargeability；GO；AgBr
目录
第1章 绪论 1
1.1 光催化技术及光催化原理 1
1.1.1 光催化技术的发展 1
1.1.2 光催化剂的研究现状 1
1.3 AgBr及主要改性方法 3
1.4本文研究内容及意义 5
第2章 实验部分 7
2.1 实验试剂和仪器 7
2.2 样品制备 7
2.2.1 AgBr 7
2.2.2 Ag /AgBr 和Br-/AgBr 7
2.2.3 Ag /AgBr-GO和Br-/AgBr-GO 8
2.2.4 带电胶体的制备 8
2.3 样品表征 9
2.3.1 X射线粉末衍射测试 9
2.3.2 扫描电镜 9
2.3.3 紫外可见漫发射吸收光谱 9
2.3.4 红外光谱 9
2.3.5 zeta电位测试 10
2.4 光催化性能测试 10
第3章 结果与讨论 11
3.1 表面电性对AgBr的影响 11
3.1.1 XRD图谱分析 11
3.1.2 SEM表征结果 11
3.1.3 紫外可见漫发射图谱分析 12
3.1.4 zeta电位测试结果 13
3.1.5 光催化性能研究 14
3.1.6 表面电性修饰AgBr的光催化机理研究 14
3.1.7 本节小结 15
3.2表面电性对AgBr-GO复合材料的影响 16
3.2.1 带电AgBr-GO样品的制备 16
3.2.2 XRD表征结果 16
3.2.3 SEM表征结果 17
3.2.4 FT-IR表征结果 18
3.2.5 紫外可见漫反射吸收图谱分析 19
3.2.6 zeta电位测试结果 20
3.2.7 光催化性能测试 21
3.2.8 光催化机理研究 22
3.2.9 本节小结 23
3.3 本章小结 23
第4章 结论 24
参考文献 25
致谢 27
本科期间学术成果 29
第1章 绪论
1.1 光催化技术及光催化原理
1.1.1 光催化技术的发展
由于工业的迅猛发展，工业排放的废水中的难以降解的有机污染物也逐渐增多，导致全球的环境问题变得极其严重，从而极大的影响人们的日常生活，人类的健康受到极大的威胁，尤其是来自工业、纺织、农业和废物过程产生的不同种类的芳香族化合物、有机染料和制药污染物。对于这些污染物，很难使用常规的治理污染的方法来处理，如果盲目治理，容易导致二次污染，得不偿失。而且常规方法能处理的有机污染物种类比较少，相应的治理成本反而还比较高。是以，治理污染已经成为人们关注的核心问题。近几年来，光催化技术因为能高效的氧化有机污染物，并且绿色无污染具有很大的发展空间，成为研究的一个热点，是一种理想的环境污染绿色治理技术[1-3]。
1972年，Fujishima等人[4]研究发现了在半导体TiO2电极上能利用光解水制备氢气和氧气之后，光催化技术就被搬上了科学的舞台，也掀开了多相光催化的一个新篇章。紧接其后的是，在1977年Bard等人[5]在实验研究中利用TiO2作为光催化剂降解污染物，其中TiO2将CN-氧化OCN-。随着工业化的发展和环境污染的日益加重，光催化反应成为化学、物理、材料、环境保护等诸多领域大量学者研究的一个热点，而且提高光催化剂在光降解时的性能也成了研究的热门内容[6, 7]。
