【摘 要】
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随着环境污染问题的日益加剧,利用太阳能处理污水的技术得到了广泛的关注,半导体光催化剂具有可直接利用太阳能、降解能力强等优势。具有独特压电催化性能的钛酸钡是一种新型的光催化剂,逐渐成为催化领域的研究热点。本论文采用溶剂热法制备四方相BaTiO3,利用其压电催化性,辅助传统光催化进行协同降解染料,设计了BaTiO3基复合催化材料,详细研究了催化体系降解机理。据此,本论文开展了以下工作:1.纯相BaTi
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随着环境污染问题的日益加剧,利用太阳能处理污水的技术得到了广泛的关注,半导体光催化剂具有可直接利用太阳能、降解能力强等优势。具有独特压电催化性能的钛酸钡是一种新型的光催化剂,逐渐成为催化领域的研究热点。本论文采用溶剂热法制备四方相BaTiO3,利用其压电催化性,辅助传统光催化进行协同降解染料,设计了BaTiO3基复合催化材料,详细研究了催化体系降解机理。据此,本论文开展了以下工作:1.纯相BaTiO3的溶剂热制备、表征和催化性能研究。通过溶剂热的方法制备了四方相的BaTiO3,微观形貌为平均粒径200 nm左右的颗粒。BaTiO3单相分别在紫外光照射和超声振动作用下,120 min能降解65%和80%的罗丹明B溶液,而在协同催化条件下的效率是传统光催化的1.4倍,并且能够多次循环使用。通过分析带边位置、活性基团进一步揭示了BaTiO3的催化机理。2.Ag/BaTiO3复合催化剂的制备与催化性能改进。通过光还原法沉积Ag纳米颗粒到BaTiO3表面,制备了Ag/BaTiO3复合光催化剂,探究得6%-Ag/BaTiO3有最佳的催化降解效果,并可在可见光下实现染料降解,120 min内在协同作用下可将染料降解完全,较单相BaTiO3催化速率提高2.4倍并实现循环利用。Ag作为良好的电子载体能够帮助体系中的电子迁移,促进了载流子的分离从而对催化性能有促进作用。3.复合催化剂BaTiO3/g-C3N4的构建及其催化机理研究。制备g-C3N4纳米片与BaTiO3构建成两相复合光催化剂,探究得到了2BaTiO3/g-C3N4样品具有最高的光催化活性,在可见光下120 min可完全降解Rh B染料,其光催化效率是BaTiO3单相的4.9倍,在协同作用下60 min即可降解完全。复合体系中载流子的转移路径符合Z型机制,从而有效地分离了光生载流子,使得更多的活性基团参加反应,提高了催化性能。
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