Ag-AgBr光催化剂.ppt

FacileSubsequentlyLight-InducedRoutetoHighlyEfficientandStableSunlight-DrivenAgAgBrPlasmonicPhotocatalyst,介绍,1.TiO2（紫外光）的优缺点：稳定性，无毒性，和廉价；太阳能利用效率低提高其性质的方法：贵金属沉积，复合半导体，离子掺杂，染料敏化等方法2.卤化银的优点：良好的感光度(1)溴化银/Y型分子筛特点：高效，不稳定(2)Ag-AgBr或Ag-AgCl特点：在可见光下光催化活性高，稳定性好，但是其制造方法步骤多而且耗时，生产的银纳米颗粒大而且多分散性，严重削弱了银纳米颗粒在可见光区的SPR（等离子体共振）,新方法制备Ag-AgBr光催化剂,机理：在有十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），硝酸银以及氨水的存在下，通过简单地水热反应制得溴化银微球。将此溴化银微球放在阳光下，微球体表面上的银离子被还原，大量的银纳米颗粒在溴化银微球表面产生,fouradvantages(1)TheAgAgBrphotocatalystisobtainedbyaone-pothydrothermalprocessandsubsequentsunlight-inducedformationofAgnanoparticles(2)Thesunlightisusedasthelightsourcetodecomposetheorganicdye(3)Theas-preparedAgAgBrphotocatalystdisplaysperfectphotocatalyticactivityunderdirectsunlightirradiation(4)TheobtainedphotocatalystisverystableduetotheSPRofthesilvernanoparticlesproducedonthesurfaceofAgBr,ExperimentalSection,MaterialsTheSynthesisofAgAgBrPhotocatalystCharacterizationThePhotodegradationofMODye,Materials,AgNO3(化学纯)，NH3H2O，CTAB,MO（甲基橙）,TheSynthesisofAgAgBrPhotocatalyst,ThePreparationofAgBr将AgNO3(0.105g)溶解于30ml去离子水中，然后向此溶液中加入0.6克CTAB。剧烈搅拌十分钟。向溶液中加入9ml28%的NH3H2O，得到浅黄色混合物。将此混合物转移至装有75ml聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，在120保持8h，得浅黄色沉淀。将沉淀冷却至室温，再用去离子水和乙醇洗涤数次。ThePreparationofAgAgBr将得到的溴化银分散于去离子水中，并在阳光下照射2h。当颜色变为灰色时，AgAgBr光催化剂制备成功。收集光催化剂并在60下干燥12h,Characterization,所制备的光催化剂利用以下方式进行表征：扫描电子显微镜（SEM，日立S-4800），X-射线衍射（XRD），X-射线光电子能谱（XPS)，室温紫外-可见漫反射光谱（UV-2450，日本岛津）,ThePhotodegradationofMODye,在直射阳光（光照强度大约50000勒克斯）下，20mg催化剂分散于20mlMO（10mg/L）染料溶液中。用紫外可见光谱监测降解的结果，即用U-3010分光光度计测定溶液中MO的浓度。,ResultandDiscussion,扫描电子显微镜,X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射光谱,AgAgBr光催化剂的高催化活性的产生机制：1SPR使此光催化剂有高催化活性，而表面电子的集体振荡产生SPR。2银纳米颗粒的优异的导电性可以提高电子的转移速度。从而提高了界面电荷转移并且有效地阻止电子-空穴对的复合。3在AgBr上产生的空穴能使Br-氧化成Br，并且Br可以使MO染料分子氧化。在Ag纳米颗粒上产生的空穴能使MO染料分子直接氧化。4Ag+与MO染料分子中的氮原子络合会使光催化剂活性提高，MO染料降解速度加快当一种物质结合了银纳米颗粒，溴化银，和Ag+与氮原子的络合物的性质时，光催化速率大大提高。,稳定性,AgAgBr光催化剂稳定性的产生机理：由于银纳米颗粒的优异的导电性，电子可被迅速转移并且尽可能远离AgBr而不是被AgBr中的Ag+困住。然后这些电子去使MO分子减少，或者被O2或光催化剂表面的H2O困住，或者在溶液中形成(O2)-,O(2-.)和其他的活性氧种类。这些活性氧物质会促进MO染料的降解。电子的这些行动不仅阻止了空穴和电子的重组，还避免被Ag+抓获。因此，催化剂活性保持在较高水平，同时保证了它良好的稳定性。,Conclusion,1稳定和高活性的Ag-AgBr光催化剂是通过一种容易的热液反应和随后阳光诱导的方法来制备2所制备的Ag-AgBr光催化剂可以在直射阳光下用于去除污染物。在太阳光照射下，MO染料在2min内分解率在83%以上。该催化剂保持高催化活性在它已被使用了5次的情况下，每次能使MO染料的分解率达到95%以上。3XPS的数据显示，在光催化反应后，表面化学组成几乎不变。因为在光催化反应前后银和溴的原子比率几