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-文庫(kù)吧資料
2025-06-26 06:13本頁(yè)面
【正文】 。氧化銀納米粒子在200650納米范圍內(nèi)紫外可見光照射下，除由于帶隙過渡具有的內(nèi)在吸收帶之外，顯示出很強(qiáng)的光吸收性能，這使氧化銀離子具有很好的可見光光催化活性。圖9 圖9是不同樣本的紫外可見光數(shù)據(jù)反應(yīng)系統(tǒng)圖。對(duì)比純氧化銀納米粒子，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)在可見光下的光催化活性明顯提高。令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)純氧化銀納米粒子具有很好的光催化活性，24分鐘可見光照射后降解甲基橙溶液率為74%，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光催化活性比純氧化銀納米粒子稍好，相應(yīng)的降解效率為80%。二氧化鈦因?yàn)橛写蟮膸赌埽ㄤJ鈦型、），其光催化作用只能在大約400nm的較短波情況下進(jìn)行。圖7b中，二氧化鈦納米帶被氧化銀納米粒子囊裹，同時(shí)由于大量氧化銀納米粒子的存在，也能觀察到游離的粒子。重量比大于1:6，高重量比氧化銀的Ag2O/TiO2樣本光降解效率，這是因?yàn)槎趸伡{米帶表面涂布了太多的氧化銀納米粒子，作為光催化劑的二氧化鈦納米帶沒有吸收足量的紫外輻射光。圖像7a是在相應(yīng)的8：1的重量比下Ag2O/TiO2納米帶掃描電鏡圖像。重量比小于6:1情況下，二氧化鈦納米帶表面的一些氧化銀納米粒子能被觀測(cè)到，此時(shí)的光降解效率較低。圖6圖7 圖6是顯示出高光降解性能、具有廣闊重量比的 Ag2O/TiO2樣本的圖譜，圖7是相應(yīng)的掃描電鏡圖像。光致發(fā)光譜的結(jié)果與紫外光照射下Ag2O/TiO2納米帶異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化活性的增強(qiáng)是一致的。二氧化鈦納米帶的光致發(fā)光強(qiáng)度歲氧化銀的添加而增強(qiáng)。圖5是二氧化鈦納米帶和Ag2O/TiO2樣本的光致發(fā)光譜，激發(fā)波長(zhǎng)為380納米。圖5 對(duì)半導(dǎo)體材料而言，光致發(fā)光譜與光生電子和空穴的轉(zhuǎn)移性能有關(guān)。經(jīng)相同的試驗(yàn)時(shí)間，相應(yīng)的分解率分別只有Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑的20%和25%，經(jīng)一階線性組合，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑對(duì)甲基橙的降解率（）比二氧化鈦納米帶樣本的降解速率（）要快五倍。如圖4所示，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化劑在甲基橙的分解中在紫外光的照射下表現(xiàn)出高活性，隨著光照時(shí)間的增加，甲基橙染料的分解進(jìn)展穩(wěn)定并在在紫外光照射下24分鐘后完成。這些結(jié)果暗示，所制備的樣本是一種由氧化銀納米粒子和二氧化鈦納米帶組成的結(jié)晶良好的納米級(jí)異質(zhì)結(jié)構(gòu)。氧化銀納米粒子緊密耦合在二氧化鈦 納米帶的表面形成Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)（圖3c），使兩相間的電子傳遞更順利。在氫氧化鈉溶液加入氧化銀和二氧化鈦納米帶的混合液后，直徑為520納米的氧化銀納米粒子被均勻涂布在二氧化鈦納米帶表面（圖3 a、3b）。氧化銀納米粒子尺寸大約有100500納米，這比二氧化鈦納米帶上的氧化銀納米粒子（圖2d)要大，這跟像是粗表面的二氧化鈦納米帶為氧化鋅納米粒子的長(zhǎng)晶提供大量的成核場(chǎng)所，導(dǎo)致氧化銀納米粒子在二氧化鈦納米帶上以很小的粒徑均勻擴(kuò)散。相反，沒有經(jīng)過酸處理的二氧化鈦納米帶具有光滑的表面，只能吸收很少一部分氧化銀納米粒子。電子能譜儀分析（圖2c的插圖）表明，Ag2O/TiO2納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)帶有鈦、氧、銀元素組成。X射線能量散射光譜分析（圖2b的插圖）表明，納米帶只由鈦和氧元素組成。圖像2a是所要制備的二氧化鈦納米帶的典型掃描電鏡圖像，該納米帶有50200納米寬，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百微米。圖中純二氧化鈦納米帶的所有衍射峰用銳鈦型結(jié)構(gòu)指示(1a)，純氧化銀納米粒子的所有衍射峰符合于其立方形結(jié)構(gòu)(1c)。在給定的光照時(shí)間間隔中，混合液離心分離除去催化劑粒子進(jìn)行分析。在典型實(shí)驗(yàn)過程中，將20毫升甲基橙溶液（20毫克/升）和20毫克Ag2O/TiO2光催化劑粉末加入50毫升的大燒杯中，在光照射前，懸浮液先在無光、室溫穩(wěn)定條件下磁力攪拌30分鐘，在染料和催化劑表面建立吸附解吸平衡。除非另加說明，本文測(cè)試結(jié)果均來自重量比為1:1的試樣。高純度氧化銀納米粒子用硝酸銀和氫氧化鈉溶液沉淀法制取，用來做空白樣。磁力攪拌混合30分鐘，所加氫氧化鈉比使硝酸銀完全沉淀成氧化銀的量大， 最終pH值為14。最后通過離心和去離子水的反復(fù)沖洗從溶液中分離出的產(chǎn)物，在70攝氏度下干燥10小時(shí)，然后在600攝氏度下對(duì)經(jīng)酸腐蝕的鈦酸（納米帶）熱處理1小時(shí)，獲得具有粗糙表面的銳鈦礦型二氧化鈦納米帶。然后用去離子水徹底沖洗得到氫鈦酸納米帶。典型的合成過程如下：，180攝氏度下在25毫升特氟龍反應(yīng)釜中水熱處理72小時(shí)。二氧化
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