氧化石墨烯磷酸银复合光催化剂

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1、-氧化石墨烯/磷酸银复合光催化剂的制备及其性能研究姓名：魏向东学院：化工学院指导老师：李作鹏.---氧化石墨烯/磷酸银复合光催化剂的制备及其性能研究摘要:Ag3PO4光催化剂目前是性能最好、最具应用前景的光催化剂之一，但由于银的成本较高，而且还存在降解活性较慢的局限，故本文采用掺杂的方法制备氧化石墨烯/磷酸银复合光催化剂，并以有机染料甲基橙的降解反应为模型评价催化剂的光催化活性。同时，考察了不同Go/Ag3PO4质量配比对其在可见光下进行光催化降解甲基橙反应活性的影响。结果表明，所制备的Go/A

2、g3PO4复合光催化剂在可见光条件下对甲基橙表现出良好的光催化活性。在可见光下对10mg·L-1的甲基橙作用10min,其脱色率可达89.72%，作用20min,其脱色率可达到94.46%。对30mg·L-1的甲基橙作用40min，其脱色率可达52.91%，作用60min，其脱色率可达89.39%。关键字：磷酸银；氧化石墨烯；掺杂；光催化.---目录1绪论11.1磷酸银光催化剂的研究-1-1.2氧化石墨烯的性能研究11.3复合光催化剂的评价22实验仪器和试剂22.1实验仪器22.2实验试剂23实

3、验部分23.1Na2HPO4（0.15M）溶液的配制23.2纯Ag3PO4的制备23.2.1菱形十二面体Ag3PO4晶体的制备23.2.2立方体构型Ag3PO4晶体的制备33.3氧化石墨烯-磷酸银复合光催化剂的制备33.3.1实验选用GO/Ag3PO4复合光催化剂的质量配比43.4光催化剂的光催化性能评价43.5脱色率分析54GO/Ag3PO4复合光催化剂的性能研究54.1纯Ag3PO4在可见光下降解甲基橙（10mg·L-1）的脱色率54.2GO/Ag3PO4复合光催化剂在可见光下降解甲基橙（1

4、0mg·L-1）的脱色率64.3GO/Ag3PO4复合光催化剂在可见光下降解甲基橙（30mg·L-1）的脱色率75结论8参考文献9.---1绪论由于世界人口迅速增长，生态环境不断恶化，使得相当长一段时间内，能源和环境成为影响人类社会发展的两个重要因素，特别是近年来，常规能源储量有限，难以满足可持续发展的需要。太阳能光伏电池可以直接将储量大、分布广、清洁可再生的太阳能转换为电能，而且利用太阳能进行光催化净化的方法对环境污染物的净化具有能耗低、反应条件温和、无二次污染、无需燃料运输、使用期限长久和安

5、全等优点，所以成为目前最具广泛应用前景的环境污染治理的重要方法之一。自Fujishima和Honda[1]发现采用TiO2作为光阳极在紫外光照射的条件下可分解H2O为H2和O2以来，纳米TiO2半导体光催化氧化技术在环境污染治理、空气净化等领域得到了广泛的关注[2-3]。然而，常用的宽带隙光催化材料TiO2因量子化效率低（约4%）[4]且光催化反应只能在紫外光下才可进行[5]，这大大限制了其对太阳光的利用。因此，探索和开发能高效利用太阳光的新型半导体光催化剂是当今研究和探讨的热点问题之一。1.1

6、磷酸银光催化剂的研究最近，Yi课题组[6-7]研究发现半导体Ag3PO4具有较好的可见光催化活性[8]，是最具应用前景的光催化剂之一，但由于银的成本较高，而且还存在降解活性较慢的局限。近几年来，对Ag3PO4光催化剂进行了广泛的改性研究，其中就包括了半导体光催化剂的负载[9-10]、离子掺杂[11-12]等方法。许多文献也报导了采用新型碳材料诸如碳纳米管[13]、类石墨碳材料[14-15]、C60[16-17]等与光催化剂杂化形成复合光催化材料[18]，增强了材料对污染物、有机物等的光催化性能。

7、1.2氧化石墨烯的性能研究氧化石墨烯是一种具有层状结构的非化学计量材料，它的比表面积较大，而且具有离子交换能力强的特点，这些特点显示出其具有较好的复合性能[19]。我们将氧化石墨烯与磷酸银光催化剂进行了复合，并研究了其对有机染料甲基橙在模拟可见光下进行光催化性能的影响。1.3复合光催化剂的评价本作品对复合光催化剂的光催化性能的评价，采用在可见光下液相降解有机染料甲基橙的评价方法。将0.1g的复合光催化剂粉末投入到90.---ml甲基橙（10mg·L-1和30mg·L-1）溶液中。可见光灯和液面之

8、间的距离是10cm，每隔10min取一次溶液，离心分离出粉末后，缓慢取出上层清夜并用722E型可见分光光度计在波长为464nm时测出该溶液的吸光度值。光照之前，含光催化剂的样品均置于黑暗中搅拌半小时使之达到吸附解吸平衡。通过在可见光照射下降解甲基橙为模型反应对Ag3PO4和GO/Ag3PO4复合光催化剂进行评价。2实验仪器和试剂2.1实验仪器722E型可见分光光度计（上海光谱仪器有限公司）短弧氙灯/汞灯稳流电源（模拟可见光灯）（北京畅拓科技有限公司）KQ5900DE型数控超声波清洗器（昆山市超声