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环境污染与能源短缺是当今世界面临的两个重大挑战。光催化可以有效地降解有机污染物,在解决能源问题和环境问题方面有重要的应用前景。传统光催化材料(如TiO2)具有光响应区间窄和量子产率低的缺点,另外,由于催化剂的比表面积相对较小,使得吸附污染物能力较弱,且催化剂不利于回收利用,这些缺点限制了光催化技术在实际中的应用。因此,开发具有可见光响应的新型半导体光催化剂和解决催化剂的固载问题是环境污染和可再生能源开发利用的重要内容之一。 近年来的研究发现,银类光催化剂(如AgX(X=Cl、Br、I)、Ag3PO4、 Ag2O、银-半导体等)具有可见光响应和量子产率较高等优点,并且纳米银具有表面等离子体效应,在光催化领域受到广泛关注并且有着广阔的应用前景。粘土矿物因其具有大的表面积,使得它们对有机污染物具有吸附性,且其来源广泛,价格低廉。因此,粘土可作为光催化剂的载体。本论文将等离子体光催化剂与粘土载体相结合,利用纳米银以及粘土矿物累托石的优点相结合,以达到提高催化剂可见光利用率和固定光催化剂的目的。论文的具体内容主要有以下几个部分: (1)采取离子交换法以及热分解法合成纳米银-累托石复合催化剂样品,实验中以2,4-二氯苯酚为特征污染物,在催化剂-双氧水体系中辅以光照来检验光催化效果,详细研究不同降解体系中的光催化降解效率,探讨双氧水用量、溶液pH值对于光催化效果的影响,得出结论为在双氧水用量为0.18mL/50mL时光催化降解效率最高,而反应中最优初始pH值为4。 (2)采用两次离子交换法,利用离子液体([Bmim]I)辅助合成Ag/AgI/BiOI-累托石复合光催化剂,实验中以两种染料为特征污染物来检验光催化效果,分别是罗丹明B和双酚A,并探讨样品光催化性能提高的机理,发现超氧自由基为光催化降解反应中的主要活性基团,其次起作用的是空穴,二羟基自由基则不是主要的活性基团。在研究过程中,发现Ag的表面等离子体效应对于增强光催化反应效率起着至关重要的作用。