磁性卤化银-银复合粒子的合成及其催化性能研究文献综述

 2021-11-01 22:20:42

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文 献 综 述

1.引言

半导体光催化材料通过利用太阳能,向人们揭示了一个光明的前景,未来,一些全球紧急问题,例如环境污染,能源危机以及全球变暖,均可能通过光催化的手段解决。近年来,随着人们日渐增强的环保意识,环境污染引起人们更多的重视。由于光催化具有高效,环境友好,低成本等优势,被当做治理环境中最有前途的一种手段之一。污染净化处理的各种方法中,因为光催化具有效率高、环境友好、低能耗以及原材料价格低廉等优势,一直以来被当做非常具有前景的一种污染净化处理方法。利用太阳能作为驱动力的能量来源是光催化污水净化处理的一个重要特性,相比燃烧化石燃料获得能量具有不可比拟的优势。Au、Ag 和 Pt 等贵金属的纳米粒子由于其等离子体共振效应(SPR 效应)带来了较高可见光吸收系数,因此吸引了大量研究人员的关注。卤化银体系 AgX(X=Cl、Br、I)是一个具有可见光响应的光催化体系。自从它们第一次被证实可以高效可见光降解有机染料,Ag X(X=Cl、Br、I)以及 Ag@AgX(X=Cl、Br、I)体系均得到广泛的报道。

由于卤化银在太阳光照射下不稳定,因此卤化银很少被用作光催化剂,然而当卤化银纳米颗粒表面沉积金属银时,可能是一个稳定的可见光响应的等离子催化剂。即在贵金属(Ag, Au, Pt)表面沉积适当的磁性半导体(Ag Cl, AgBr)。从而形成了金属/半导体复合的光催化剂。该方法得到的光催化剂,贵金属纳米颗粒可以强烈的吸收可见光,产生光生电子和空穴,而在贵金属与半导体的界面上,电子和空穴被有效的分离。利用这种新的方法所制备的表面等离子体光催化剂在有关光降解污染物的研究中已经成为相关专家关注的一个重要课题。

近些年来,相关研究者已探索了一系列的方法来制备等离子体光催化剂。例如,直接沉淀法,光致还原法,离子交换法,水热法,化学还原法,物理聚沉法等。一般来说,为了制备表面等离子体光催化剂,需要将贵金属(Au,Ag,Pt)纳米颗粒或者薄膜沉积在其他的半导体基底上。在大多数情况下, 银/卤化银的合成分为两个阶段,先制备卤化银,再通过还原手段在卤化银表面沉积金属 Ag。

对于卤化银的合成,现阶段有直接沉淀法,离子交换法,氧化法,表面活性剂辅助法来制备。而在卤化银表面沉积银单质的方法主要分为化学还原法和光致还原法。本项目采用溶剂热法,一锅合成磁性氯化银-银复合纳米粒子,该方法能够减少实验过程中的损耗,获得较高产率的磁性氯化银-银复合纳米粒子。

2.氯化银-银复合纳米粒子特性介绍

(1)氯化银-银复合纳米粒子结构的证实,实验制备的可见光催化剂由氯化银和银纳米

粒子组成,针对其直观的形貌采用结构特性UV-Vis 光谱和 XRD 的表征 SEM 进行表征,图 2.3,图中较大的颗粒为氯化银,尺寸较均一,约为 300-500 nm,在氯化银颗粒表面生长有较小的银纳米粒子,尺寸为 10-50 nm。通过 SEM 表征可知,本章实验所得的复合光催化剂是由银纳米粒子直接负载在氯化银表面形成的。接负载在氯化银表面形成的。

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