提高紫外可見光的光催化活性的ag2otio2納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-20 06:13本頁面
【正文】 P25，在漿系統(tǒng)后處理分離中有嚴(yán)格的限制。長寬比大的二氧化鈦納米帶可以克服球形二氧化鈦催化劑的缺點(diǎn)，很容易從溶液中分離。然而，純二氧化鈦的分離需要復(fù)雜的過程和很長的恢復(fù)時間。Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備初期的一分鐘內(nèi)迅速沉降，在底部形成灰色涂層。相應(yīng)的，純二氧化鈦納米帶在實(shí)驗(yàn)控制在1小時時呈膠體懸浮態(tài)。對P”牛奶“狀的P25懸浮體在超過48小時內(nèi)保持穩(wěn)定。所以，Ag2O/TiO2光催化劑在重復(fù)光催化降解實(shí)驗(yàn)中很容易恢復(fù)，為其重復(fù)利用創(chuàng)造了有利的條件。 為完全弄明白二氧化鈦納米帶上的氧化銀納米粒子的負(fù)載效應(yīng)，獲得氧化銀和二氧化鈦能帶更進(jìn)一步的信息是很有必要的?；谏衔慕Y(jié)論，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)在紫外可見光輻射下的高光催化活性的機(jī)理如圖13所示，相關(guān)反應(yīng)公式如下： 在紫外光輻射下，根據(jù)公式1和2，二氧化鈦納米帶和氧化銀納米粒子被激發(fā)出h+和e，根據(jù)公式4和5，二氧化鈦和氧化銀相互作用生成的電子和電子空穴與水反應(yīng)生成活性羥基OH。正常情況下，大多數(shù)電子空穴對重組迅速，純二氧化鈦納米帶的光催化效率低。在這里，二氧化鈦納米帶表面的氧化銀納米粒子能有效地俘獲電子。同時，氧化銀納米粒子和二氧化鈦納米帶之間的異質(zhì)結(jié)構(gòu)有益于電子從二氧化鈦納米帶向氧化銀納米粒子的傳送。得到的電子與氧化銀納米粒子反應(yīng)，如公式3所示，還原氧化銀中銀離子。公式3在紫外光照射下重復(fù)實(shí)驗(yàn)（圖12）中由重復(fù)試驗(yàn)的X射線衍射圖結(jié)論得到證明。氧化銀納米粒子作為電子吸收體阻止電子和電子空穴的重組，電子空穴能有效地氧化有機(jī)化合物，因而光催化反應(yīng)能很大程度上得到提高。同時，根據(jù)公式3氧化銀負(fù)載的光催化劑中產(chǎn)生的氧氣能促進(jìn)反應(yīng)5產(chǎn)生更多的活性O(shè)H，還可以在紫外光輻射下提高光催化劑的活性。所以，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)紫外光催化活性的提高是以犧牲氧化銀所產(chǎn)生的量子效率的提高為基礎(chǔ)的。 在可見光輻射下，氧化銀由于其相對較窄的帶隙（)，根據(jù)公式2，被激發(fā)出h+ 和 e,。然而，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光催化活性比純二氧化鈦和氧化銀納米粒子的光催化活性要高，主要是因?yàn)檠趸y納米粒子和二氧化鈦納米帶之間的異質(zhì)結(jié)構(gòu)和能帶匹配。光生電子載體遷移的提高是因?yàn)锳g2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)間存在很少障礙。同時，這個遷移過程的熱力學(xué)性能良好是因?yàn)檠趸y導(dǎo)帶和價帶位于二氧化鈦導(dǎo)帶和價帶之上，如圖13b所示。激發(fā)電子和電子空穴的壽命在轉(zhuǎn)移過程中得到延長，產(chǎn)生更高的量子效率。因此，電子和電子空穴的重組概率被降低，大量電子集中在二氧化鈦納米帶的表面，電子空穴位于氧化銀納米粒子上，參與光催化反應(yīng)，分解有機(jī)污染物，因而光催化反應(yīng)得到很大程度上的提高。 盡管紫外光和可見光輻射下Ag2O/TiO2光催化劑的催化性能提高機(jī)理不同，Ag2O/TiO2的異質(zhì)結(jié)構(gòu)是催化性能提高的首要因素。氧化銀納米粒子在紫外光照射、二氧化鈦激發(fā)電子存在情況下不穩(wěn)定，且具有很強(qiáng)的還原性能。因此，Ag2O/TiO2光催化劑在紫外光輻射下循環(huán)穩(wěn)定性很差。眾所周知，銀納米粒子在大多數(shù)環(huán)境中都能被緩慢氧化，在高氧氣分壓環(huán)境中加熱會被迅速氧化。應(yīng)該開發(fā)一種氧化銀循環(huán)的簡單實(shí)用的方法。如果可能，基于多相異質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定系統(tǒng)，如Ag2O/TiO2或者經(jīng)二氧化鈦改性的氧化銀陽極光電催化劑，應(yīng)該得到應(yīng)用，相關(guān)工作也正在進(jìn)行中。結(jié)論：Ag2O/TiO2納米帶異質(zhì)結(jié)構(gòu)通過將氧化銀納米粒子沉降在二氧化鈦納米帶上的化學(xué)方法制備，我們用掃描電鏡和高分辨透射電鏡來描繪它的微結(jié)構(gòu)特征。Ag2O/TiO2納米帶異質(zhì)結(jié)構(gòu)是一種新型光催化劑，在紫外光和可見光輻射條件下分解甲基橙實(shí)驗(yàn)中，具有很高的光催化活性。X射線衍射圖、光致發(fā)光譜、數(shù)據(jù)反映系統(tǒng)結(jié)果證明，其分別在紫外光和可見光輻射下有兩種不同的機(jī)理。在紫外光輻射下，氧化銀納米粒子作為電子吸收體俘獲二氧化鈦納米帶的價電子提高電子空穴的分離。二氧化鈦納米帶的價電子空穴在表面開始吸收OH還原成?OH自由基。在可見光輻射下，二氧化鈦表面的氧化銀納米粒子作為可見光活性組分通過Ag2O/TiO2界面上流體力學(xué)活性和有效電子轉(zhuǎn)移的協(xié)同作用提高Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光催化活性。所以，經(jīng)過一些金屬氧化物的電子俘獲和可見光的敏化作用性能改性的光催化劑，如Ag2O/TiO2 W2O3,NiO, and PdO,形成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，將會是提高光催化活性的有
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