【導(dǎo)讀】水處理技術(shù)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是光生載流子的重新復(fù)合會(huì)影響半導(dǎo)體。負(fù)載在催化劑上的金屬粒子能夠消除電子，防止催化劑帶電及電子與空穴的復(fù)。合，從而提高催化劑的光催化活性。的光催化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究了制備過程中的主要因素對(duì)催化劑活性的影響。Na2NO3的溶液體積比為2:1時(shí)，所合成的Ag-TiO2光催化劑活性最高。下，Ag-TiO2對(duì)亞甲基藍(lán)的降解速度明顯高于TiO2。

　　

【正文】 ???? ? ? ?光 照唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 17 （ 5） 取樣結(jié)束后，樣品經(jīng) 30min 離心分離（轉(zhuǎn)速為 3000r/min），取上層清液于 664nm下測(cè)定其吸光度值。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 18 3 結(jié)果與討論 AgNO3 溶液用量對(duì) AgTiO2 光催化活性的影響 分別用 8mlAgNO3溶液，按照 AgNO3溶液和 Na2CO3溶液以 2∶ 1和 1∶ 1 的體積比制備 AgTiO2， 并對(duì)它們的光催化活性進(jìn)行測(cè)定。 所制得的各種 AgTiO2 降解亞甲基藍(lán)溶液的吸光度隨 AgNO3 溶液用量的變化曲線如圖 31 所示。 圖 31 AgNO3溶液用量對(duì) AgTiO2光催化活性的影響 從測(cè)定結(jié)果可以看出 , AgNO3溶液用量對(duì) AgTiO2光催化活性有較大影響。對(duì)于每 ,當(dāng)硝酸銀溶液用量小于 7mL時(shí) , AgTiO2的光催化活性隨 AgNO3溶液用量的增加而增強(qiáng)；當(dāng)硝酸銀溶液用量大于 7mL時(shí) , AgTiO2的光催化活性隨硝酸銀用量的增加而減弱；硝酸銀用 量為 7mL時(shí)光催化劑的催化活性最高。 從光催化反應(yīng)機(jī)理可知 ,在光生電子 空穴中 ,只有發(fā)生電荷分離的那部分電子和空穴對(duì)于光催化氧化反應(yīng)才是有效的。如果能夠減少無效的電子與空穴的復(fù)合 ,增大有效光生電子和空穴的數(shù)目 ,將有利于光催化氧化反應(yīng)的進(jìn)行 [45]。金屬 Ag在TiO2中的作用主要是作為電子捕獲阱 ,使光生電子在金屬上富集 ,減少電子和空穴的復(fù)合 ,使有效的光生電子、空穴量增加 ,從而使催化劑的光催化活性增強(qiáng) [46]。 當(dāng)硝酸銀用量由 3mL逐漸增加到 7mL時(shí) ,銀的負(fù)載量逐漸增加 ,金屬銀捕獲電子的作用逐漸增強(qiáng) ,因而光 催化活性逐漸增強(qiáng)；但是 ,金屬粒子的負(fù)載量也存在一個(gè)最佳值 ,當(dāng)超過這個(gè)最佳值 ,擔(dān)載的金屬量過大時(shí) ,金屬上富集的電子過多 ,使光誘導(dǎo)產(chǎn)生的空穴與反應(yīng)物的作用處于金屬微粒上的電子與空穴的再?gòu)?fù)合的競(jìng)爭(zhēng)之中。此外 ,擔(dān)載金屬量過大時(shí) ,光催化劑的表面過多地被金屬粒子覆蓋 ,導(dǎo)致催化劑受光輻013 4 5 6 7 8硝酸銀溶液用量/m l吸光度A2:11:1唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 19 照的有效面積減少 ,使光激發(fā)產(chǎn)生的電子、空穴數(shù)量減少 ,最終導(dǎo)致催化劑光催化活性下降。即當(dāng)硝酸銀溶液用量大于 7mL后 ,隨硝酸銀溶液用量的增加 ,AgNO3溶液 的催化活性有比較顯著的下降。 Na2CO3溶液與 AgNO3溶液 溶液體積比對(duì) AgTiO2光催化活性的影響 按 AgNO3溶液 溶液用量為 7mL, Na3CO3溶液與 AgNO3溶液 體積比分別為 1∶ 1∶ 3∶ 2∶ 1和 3∶ 1制備一組 AgTiO2樣品 ,并對(duì)它們的光催化活性進(jìn)行測(cè)定 ,測(cè)定結(jié)果如圖 32 所示。 圖 32 Na2CO3與 AgNO3溶液體積比對(duì) AgTiO2催化活性的影響 從圖中可以看出 ,當(dāng) AgNO3溶液 溶液與 Na2CO3溶液的比例為 2∶ 1時(shí) ,所制得的AgTiO2光催化活性最高 ,隨著二者比例的增大 , AgTiO2光催化活性逐漸降低。由反 應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見 , AgNO3溶液與 Na2CO3溶液以化學(xué)主量比加入時(shí)所制得的 AgTiO2光催化活性最高。 反應(yīng)次數(shù)對(duì) AgTiO2 光催化活性的影響 該部分實(shí)驗(yàn)所采用的 AgTiO2 是 AgNO3 溶液與 Na2CO3 溶液按 2:1 的體積比 ,AgNO3溶液用量為 7mL 制得的。圖 33 為 AgTiO2光催化效果隨使用次數(shù)變化的曲線圖。 01 1 2 3碳酸銀與硝酸銀溶液體積比吸光度A唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 20 圖 33 反應(yīng)次數(shù)對(duì) AgTiO2 催化活性的影響 從圖中可以看出 ,第二次吸光度明顯高于 第 1次吸光度 ,而第 第 4 次吸光度較第 2 次的雖仍有所增加 ,但變化量非常小 ,基本上趨于一定值。分析其變化的原因 ,一方面可能是由于使用過程中催化劑發(fā)生顆粒凝聚所造成的；另一方面 ,可能是由于負(fù)載的金屬銀在光催化反應(yīng)過程中因附著不牢固或氧化等原因被消耗所致 ,即銀的有效負(fù)載量減少 ,使光催化活性有所降低 [47,48]。有關(guān)方面的問題還有待進(jìn)一步的研究。 AgTiO2 與 TiO2 光催化活性比較 這里所用的 AgTiO2是 AgNO3溶液 溶液與 Na2CO3溶液按 2:1 的體積比 ,AgNO3溶液用量為 7mL 制得的。 圖 34 AgTiO2與 TiO2 光催化活性比較 從圖 34 中可以看出， AgTiO2的光催化活性明顯高于 TiO2。 01 2 3 4反應(yīng)次數(shù)吸光度A0130 50 70 90 110 130時(shí)間/min吸光度A載銀二氧化鈦 二氧化鈦唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 21 4 結(jié)論 本文采用溶膠 凝膠法，以鈦酸丁酯為基本原料，制備了穩(wěn)定的 TiO2溶膠。通過恒溫鼓風(fēng)干燥的方法制備了 TiO2 干凝膠，然后通過熱處理制備了 TiO2 粉體。通過光化學(xué)沉積法制備負(fù)載有貴金屬銀的高活性光催化劑 AgTiO2，通過以亞甲基藍(lán)為模型化合物對(duì)所制得的光催化劑的光催化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究了制備過程中的主要因素對(duì)催化劑活性的影響。得到 以下結(jié)論： （ 1） 通過光催化還原法可以制得具有較高活性的、負(fù)載有貴金屬銀的光催化劑 AgTiO2。 （ 2） 對(duì)于每 ，當(dāng) AgNO3溶液用量為 7ml， AgNO3溶液與 Na2CO3溶液體積比為 2∶ 1 時(shí)，所制得的 AgTiO2光催化活性最高。 （ 3） 所制得的 AgTiO2光催化活性明顯高于未負(fù)載銀的 TiO2。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 22 謝辭 四年的本科學(xué)習(xí)很快就要結(jié)束了，在即將完成這篇論文之際，回想這段學(xué)習(xí)生活經(jīng)歷，我發(fā)現(xiàn)了那么多值得回憶的事情，那么多值得感謝的人，那么多值得感動(dòng)的點(diǎn)點(diǎn)滴 滴。 首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師呂燕老師，從論文選題、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析到論文撰寫及修改老師都給予了全面、細(xì)致的指導(dǎo)。呂老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、獨(dú)到新穎的見解和積極樂觀的工作精神時(shí)刻在潛移默化中影響著我，令我受益頗多。在我即將走向工作崗位的時(shí)候，我要感謝呂老師對(duì)我的培養(yǎng)教育，在此表示最誠(chéng)摯的敬意。 感謝學(xué)校在實(shí)驗(yàn)藥品和設(shè)備器材方面的供應(yīng)，感謝環(huán)化系各位老師以及其他任課老師在學(xué)習(xí)上的關(guān)懷和幫助。 感謝我的室友張二剛、郝東偉、尹衛(wèi)國(guó)、霍達(dá)和邊文清對(duì)我生活和學(xué)習(xí)上的關(guān)心和幫助，我會(huì)永遠(yuǎn)懷念和他們一 起度過的這快樂的四年時(shí)光。 最后，要特別感謝我的父母和親人多年來對(duì)我的無私支持、鼓勵(lì)和充分理解。他們的愛是我前進(jìn)的強(qiáng)大動(dòng)力。 四年時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，在此向所有提到和未提到的幫助過我、關(guān)心過我的人衷心的說一聲謝謝。 郭少康 2021 年 6 月 于唐山學(xué)院 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 23 參考文獻(xiàn) [1] 高濂，鄭珊，張清紅 .納米氧化 鈦光催化材料及應(yīng)用 .北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021： 13 [2] 方世杰，徐明霞，黃衛(wèi)友等 .納米 TiO2 光催化降解甲基橙 .硅酸鹽學(xué)報(bào)， 2021， 29(5)： 439442 [3] 王大志 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