Ag_3PO_4超声辅助离子交换法的制备及其性能研究

题名	Ag_3PO_4超声辅助离子交换法的制备及其性能研究
作者	杨阳
导师	杨华
答辩日期	2016
学位名称	硕士
关键词	Ag₃PO₄颗粒超声辅助离子交换法光催化矿化剂辅助剂
摘要	本文采用超声辅助离子交换法制备出Ag3PO4颗粒,并系统研究样品的尺寸、形貌、光吸收特性、光催化活性及光催化机理。主要研究内容及获得结果如下:一、研究超声频率对Ag3PO4颗粒制备的影响。研究发现,在频率为40 k Hz的超声波照射下,生成均匀的球形颗粒,其平均粒径300 nm。然而,在一个更高的超声频率为60 k Hz时,制备的样品呈现在尺存范围约6-8μm的多面体状颗粒,它是由几百个纳米尺寸的小颗粒组合而成。当超声频率为0 k Hz时,在室温或50 oC水浴条件下制备的样品由球形颗粒和大尺寸的凝聚颗粒组成。Ag3PO4样品的光催化活性是通过在模拟-太阳光照射下降解Rh B来评价。在这些样品中,40 k Hz制备的样品展示出最高的光催化活性,在照射60 min后Rh B的降解率达96%。二、在40 k Hz频率下,研究p H值、反应温度和反应时间对制备Ag3PO4颗粒的影响。观察发现,在中性（p H=7）和碱性（p H=11）环境中制备的样品表现出相似的颗粒形貌及尺寸,其颗粒形状呈类球形且尺寸分布主要集中在200-450 nm,其平均粒径约为300 nm;在酸性（p H=3）环境下制备的样品由尺寸为5-8μm的多面体颗粒组成。在相对较低的温度20-50 oC时,球形纳米粒子在形貌/尺寸上没有明显的改变;然而,当温度升高到80 oC时,纳米颗粒聚集形成大尺寸多面体微米颗粒,其尺寸范围约4-7μm。相比p H和反应温度,反应时间对Ag3PO4颗粒的形貌影响较小。选择Rh B作为目标污染物,以评价制备的Ag3PO4样品在模拟-太阳光照射下的光催化活性。结果表明,由球形纳米颗粒组成的样品显示出非常高的光催化活性,在反应50 min后Rh B的降解率达到90%以上;多面体微米颗粒的样品具有相对较低的光催化活性,这可能是由于其较大的颗粒尺寸。采用对苯二甲酸作为?OH的俘获剂并通过荧光检测,在模拟-太阳光下照射Ag3PO4催化剂并没有发现产生?OH。研究无水乙醇、对苯醌和草酸铵对染料降解的影响,基于实验结果,染料降解的主要机理是通过h+直接进行氧化。三、在40 k Hz频率下,研究矿化剂Na3Cit、冰醋酸和辅助剂KH2PO4对制备Ag3PO4颗粒的影响。在实验过程中通过改变一定条件,制备出一整套Ag3PO4样品。SEM图像观察得到,在KH2PO4为2 mmol,Na3Cit为1 mmol,冰醋酸原液为3 m L时,合成的Ag3PO4微粒呈现出孔隙珊瑚状;未添加矿化剂冰醋酸时,制备的Ag3PO4颗粒呈表面光滑类球形;在相对较高的KH2PO4浓度（3 mmol）下,保持其他条件不变,得到的Ag3PO4微粒呈表面凹凸类球形,是合成的产物中尺寸最大的颗粒;在相对较低的Na3Cit浓度（0.1/0.5 mmol）下,制备出由球形、四面体、立方体颗粒组成的Ag3PO4样品。合成的样品具有相似的光吸收特性,即吸收边均在495 nm处,得到相应带隙约为2.50 e V。在模拟-太阳光照射下,取染料Rh B作为目标降解物,探究制备的Ag3PO4催化剂的光催化性能。实验结果表明,具有孔隙结构的Ag3PO4样品具有相对较差的光催化活性。
页数	71
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TQ131.22
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91115
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	杨阳. Ag_3PO_4超声辅助离子交换法的制备及其性能研究[D],2016.