BN-AgBr复合材料的制备及其光催化降解环境有机污染物研究_环境工程.doc

摘要: 随着环境污染日益严重，人类的生存和发展受到严重威胁，选用新型高效光催化材料来治理环境越来越引起人们的关注。二氧化钛(TiO2)具有高稳定性、强光催化性质、无毒无污染等优点，在光催化领域被广泛地研究。然而TiO2的光响应范围主要限制在紫外区域，利用太阳光的比例偏低(约5%)，且载流子复合率较高，在可见光下活性较低。因此，开发新型、高效、可见光响应的光催化材料已经成为光催化领域研究的重要课题。

通过水浴方法合成的类石墨烯BN/AgBr复合材料，并通过X射线衍射（XRD）、能量色散X射线光谱仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱法（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（DRS）、光致发光光谱（PL）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、BET进行表征。以甲基橙（MO）为目标有机污染物对类石墨烯BN/AgBr复合材料的光催化活性进行评价。结果表明，AgBr的光催化活性可以通过加入适量的类石墨烯BN得到显著改善，且研究发现类石墨烯BN的最佳负载量为1.0wt％。在可见光照射15 min后MO分子可被完全降解，并且BN/AgBr复合光催化剂重复使用5次后几乎不会失去活性。此外，5次循环前后的XRD发现没有金属银的衍射峰出现，表明少量类石墨烯BN的掺杂可能有效抑制银离子的还原。光电流和阻抗的分析结果表明AgBr光催化剂掺杂少量的类石墨烯BN而合成的复合光催化剂能有效促进光生电子和空穴的分离，进而有效提高类石墨烯BN/AgBr复合光催化剂的活性。根据实验结果，对复合光催化剂可以在可见光的照射下降解MO的机理进行了讨论。

关键词：类石墨烯、BN、AgBr、光催化活性、稳定性

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-3

1.1 半导体光催化技术介绍-3

1.1.1 半导体结构-3

1.1.2 半导体光催化作用机理-4

1.2 光催化技术在环境中的应用-5

1.2.1 空气净化-5

1.2.2 水质净化-5

1.2.3 自洁净作用-6

1.3 光催化剂的研究现状、影响因素及活性的提高-6

1.3.1 光催化剂的研究现状-6

1.3.2 半导体光催化反应的影响因素-7

1.3.3 光催化剂活性的提高-8

1.4 复合型半导体光催化剂-9

1.5 氮化硼的研究背景及进展-9

1.6 溴化银的研究背景和进展-11

1.7 研究的内容-12

第二章BN/AgBr的合成-14

2.1 设备和试剂-14

2.2 光催化材料的合成-14

2.2.1 BN的合成-14

2.2.2 BN/AgBr的合成-15

2.3 光催化剂活性测定-15

第三章BN/AgBr的表征及光催化活性的研究-16

3.1 XRD分析-16

3.2 AFM、TEM和EDS分析-16

3.3 XPS分析-18

3.4 FT-IR分析-21

3.5 ICP-OES分析-22

3.6 DRS分析-22

3.7光催化活性研究-23

3.8 稳定性的评价-26

3.9 BET分析-28

3.10 PL分析-28

3.11 光电分析-28

3.12 EIS分析-29

3.13 光催化机理-30

3.14 结论-31

致谢-32

参考文献-33