Pd团簇修饰的介孔AgInS2/石墨烯复合材料可控制备及可见光催化性能研究

Novel visible light responsive photocatalysts have been widely researched due to its excellent catalytic activity. In this project, in order to obtain graphene based mesoporous AgInS2 nanocomposites with different morphology, concentration of reactants, reaction time, and the influence of surfactants will be researched. Pd cluster will deposit on the surface of the thin film which was prepared from graphene based mesoporous AgInS2 nanocomposites using clusters beam equipment. The obtained ternary composite film photocatalyst, will be used in visible light catalytic degradation of phenol and industrial waste water. This project will lay the groundwork for controlling the morphology of graphene based multi-metal sulfide via microwave-assisted hydrothermal method. Meanwhile, it will create a good external condition for controllable doping noble metal clusters, thin film and paste development, enhancing the visible light catalytic activity.

新型可见光催化剂具有高效催化活性特点,已引起国内外专家的广泛关注.本项目采用微波辅助水热法，研究反应物浓度、反应时间、以及表面活性剂对介孔AgInS2 形貌的影响，以此制备具有不同形貌的介孔AgInS2/石墨烯复合材料。利用介孔AgInS2/石墨烯复合材料制备薄膜，进一步在薄膜基底上利用团簇束流设备可控沉积掺杂 Pd团簇。制备的三元复合薄膜型光催化剂，将被应用于可见光光催化降解苯酚和工业废水研究。本课题的实施将为微波制备法在石墨烯基多元金属硫化物形貌控制应用上打下基础，同时为可控掺杂贵金属团簇、薄膜和浆料研制、可见光催化活性提高创造良好的外部条件。

本项目探索基于传统微波辅助溶剂热法和贵金属团簇可控沉积技术，开发出贵金属团簇修饰的介孔AgInS2/石墨烯高效新型可见光催化剂。研究反应物浓度、反应时间、以及表面活性剂对介孔AgInS2 形貌的影响，以此制备具有不同形貌的介孔AgInS2/石墨烯复合材料。利用介孔AgInS2/石墨烯复合材料制备薄膜，进一步在薄膜基底上利用团簇束流设备可控沉积掺杂 Pd团簇颗粒。制备的三元复合薄膜型光催化剂，具有较好的可见光光催化降解罗丹明B和亚甲基蓝活性。试验探索中，（1）筛选家用微波合成和溶剂热反应方案，制备出石墨烯包覆花状AgInS2复合材料。确定了高纯度AgInS2及微纳结构合成条件，并进一步对材料的物理特性和催化性能进行研究；（2）采用190度微波辅助溶剂热法，一步法合成石墨烯基AgInS2纳米复合材料，研究反应时间及衍生物Ag2S的关系，并进行光催化性能研究；（3）改用高沸点三乙二醇为溶剂，230-240度高温下合成高纯新型AgInS2稳定。进一步沉积贵金属Pd合成一系列贵金属改性石墨烯基金属硫化物复合材料，并对光电化学分解水产氢性能开展研究； （4）探索其他新型石墨烯基多元复合光催化材料，并对罗丹明B和亚甲基蓝催化性能和耐久性进行了研究。上述研究成果，为开发高活性纳米光催化剂提供了一条有效途径，对探索光催化技术走向产业化具有指导意义。