Fe2O3-AgBr納米纖維光催化劑的設(shè)計、合成和光催化性能研究.pdf

1、光催化技術(shù)是一種在環(huán)境領(lǐng)域有著重要應(yīng)用前景的綠色技術(shù)，可以利用太陽能實現(xiàn)對環(huán)境的修復(fù)和治理。光催化技術(shù)的核心是研究開發(fā)優(yōu)良的光催化劑。但是，目前光催化技術(shù)發(fā)展面臨很多難題，一是目前研究最多、公認高效的TiO2光催化劑只能被紫外光所驅(qū)動(λ<400 nm;太陽光中僅占4％)，對太陽能的利用率較低；二是光致電子和光致空穴容易復(fù)合，抑制了半導(dǎo)體的光催化活性；三是半導(dǎo)體光催化劑不易回收再利用，造成了浪費和二次污染。因此，開發(fā)可見光驅(qū)動的、高效、

2、穩(wěn)定易回收的光催化劑是光催化技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；诖?，本論文利用靜電紡絲-焙燒技術(shù)制備了Fe2O3-AgBr納米纖維光催化劑，并選取了典型的羅丹明B(RhB)和4-氯苯酚(4-CP)為目標(biāo)污染物研究了該催化劑的光催化性能。得到以下研究成果：
　　(1)采用靜電紡絲-焙燒法，合成 Fe2O3-AgBr無紡布納米纖維光催化劑。調(diào)控靜電紡絲條件，優(yōu)化靜電紡絲過程中的工藝參數(shù)和紡絲溶液的濃度和粘度，篩選光催化性能最優(yōu)的Fe2O3

3、-AgBr無紡布納米纖維光催化劑。該催化劑是由大量的直徑為150-350 nm的纖維和孔洞狀結(jié)構(gòu)(直徑：600-750 nm)組成的，其中纖維是由尺寸~60 nm的Fe2O3和 AgBr納米顆粒組成的。此外，該催化劑在紫外區(qū)到可見區(qū)內(nèi)均表現(xiàn)出較強的光吸收特性，并且具有較強的順磁性。
　　(2)當(dāng)有色染料羅丹明B(RhB)作為目標(biāo)污染物時，F(xiàn)e2O3-AgBr無紡布納米纖維光催化劑在可見光照射60 min后可以降解91.8％的RhB

4、，且其光降解效率要比含量相同的純 Fe2O3納米纖維和純 AgBr納米纖維降解效率之和都要高，表現(xiàn)出了較高的光催化活性。此外，實驗還表明，RhB初始溶液pH為中性時光催化效率最高，RhB初始溶液濃度越大光催化效率越低。通過對光催化機理的分析，表明該催化劑較高的光催化活性是因為催化劑光吸收范圍變大以及Fe2O3能帶和AgBr能帶相匹配。循環(huán)實驗表明經(jīng)過4次循環(huán)降解后，該催化劑仍能保持相對較高的光催化活性，表明了其較高的穩(wěn)定性；可以通過提拉

5、法或者利用磁鐵磁性特征對其進行回收，較為方便，具有較大的應(yīng)用前景。
　　(3)當(dāng)無色污染物4-氯苯酚(4-CP)作為目標(biāo)污染物時， Fe2O3-AgBr無紡布納米纖維光催化劑在可見光照射120 min后可以降解74.2％的4-CP，且其光降解效率要比含量相同的純Fe2O3納米纖維和純AgBr納米纖維降解效率之和都要高，進一步證明了該催化劑具有較高的光催化活性。此外，實驗還表明，4-CP初始溶液pH為中性時光催化效率最高。該催化劑不