基于含銦層狀雙金屬氫氧化物的光催化材料制備及其催化性能.pdf

1、構筑新型可見光響應的光催化劑是太陽能轉換和環(huán)境凈化領域的熱點課題。近年研究表明，復合光催化劑比純TiO2和ZnO顯示出更好的應用前景。本論文通過調控能帶結構設計合成出兩種新型可見光響應的復合光催化劑。采用共沉淀法將提升價帶和降低導帶位置的Ni、In元素同時引入到層狀雙金屬氫氧化物(LDH)材料中，制備得到三元復合納米光催化材料NiZnIn-LDHs;采用Zn-In-Fe-LDHs前體焙燒法將寬帶隙的ZnO與窄帶隙ZnFe2O4和In2O

2、3三種半導體進行復合，構建的三元納米異質結光催化劑體系。采用XRD、SEM、TEM、氮氣等溫吸脫附曲線、XPS、UV-vis DRS、PL和EPR等手段對鎳鋅銦和鋅銦鐵三元復合材料進行表征。
　　NiZnIn-LDHs三元復合體系的表征結果表明，該體系是由NiZnIn-LDHs和少量的In(OH)3構成的;Ni2+和In3+的引入使此三元復合材料在可見光區(qū)出現(xiàn)強吸收峰;Ni2+、Zn2+和In3+三種離子同時存在促進了電荷分離。N

3、i/Zn/In為2/1/1的三元NiZnIn-LDHs由于具有合適的帶隙值、較快的電荷遷移、較大的比表面積，對可見光下孔雀石綠降解的催化活性最佳。水滑石材料表面存在豐富的羥基基團，可以捕獲光生空穴，從而降低電子-空穴對復合幾率，而結構中存在的M-O-M雙金屬氧橋，也能夠加速光生電荷的遷移，因此有效提高了光催化性能。
　　ZnFe2O4/In2O3/ZnO三元半導體耦合體系的表征結果表明，由于ZnFe2O4和In2O3的存在，使該體

4、系對可見光具有較強的吸收，熒光發(fā)射強度也最低。當三者形成異質結時，由于三元復合物導帶位置的界面電位梯度，光生電子易由ZnFe2O4的導帶遷移至In2O3的導帶再至ZnO的導帶，促進了電荷分離。以亞甲基藍的可見光降解評價其性能，結果表明Zn/In/Fe為3/0.3/0.7的三元ZnF e2O4/In2O3/ZnO納米異質結催化劑在提高可見光響應的同時，減少光生電荷復合機會，因而具有優(yōu)異的光催化性能。
　　上述兩種不同類型的催化劑均表