類石墨相氮化碳的改性及其在水污染治理中的應用.pdf

1、大量的有機物造成了水污染問題，也嚴重危害到人類的生命安全。g-C3N4作為可見光催化劑，其具備著良好的穩(wěn)定性，在水污染治理中備受關注，但它存在能帶間隙略大，電子傳遞能力較差，光生電子與空穴二者難分離等問題。本文采用貴金屬和碳材料改性技術制備出高催化活性的g-C3N4基材料，并研究了所制備材料光助催化還原對硝基苯酚和光催化降解羅丹明B的性能。主要內容包括以下幾個方面：
　　利用熱縮聚合法與光還原沉積法制備了納米銀和類石墨相氮化碳復合

2、物Ag/g-C3N4（Ag/GCN），并利用XRD、FTIR、SEM-EDS、TEM、TG、XPS等表征了復合物結構、物相以及形貌。納米Ag粒子與GCN之間存在著相互作用并以球形粒子狀（~7.2nm）均勻分布在其表面。首次把復合催化劑用于光助催化還原對硝基苯酚（4-NP）。結果表明相比于純GCN，納米Ag負載后復合物的催化活性均明顯提高，在室光條件下14min后Ag/GCN-10復合物對4-NP的催化還原率為98％，k=15.7min-

3、1g-1。在無氧環(huán)境中研究了不同光條件下Ag/GCN-10復合物催化還原4-NP的機理，通過EIS、PL、UV-Vis分析表明：在無光時只發(fā)生簡單的界面電子傳遞，而在有光條件下，由于高分散的納米Ag粒子與光敏性GCN之間的協(xié)同效應和共同作用，除了有界面電子傳遞的發(fā)生，同時光生電子能有效的與空穴分離從而傳遞給4-NP使其被還原。Ag/GCN復合材料在光照條件下顯示出優(yōu)越的催化還原4-NP活性，在Xe燈不加濾波片的條件下Ag/GCN-10復

4、合物催化還原4-NP的k值達到了50min-1g-1。循環(huán)實驗結果表明Ag/GCN-10具備很好的穩(wěn)定性，可以重復使用。
　　首次采用在三聚氰胺中加入微量的殼聚糖，利用熱縮聚合法制備出改性GCN-x（GCN-10，GCN-30，GCN-50，GCN-80，GCN-100）。并采用XRD、FTIR、SEM、TEM、BET、XPS等表征了樣品的結構、物相以及形貌。結果表明微量殼聚糖輔助煅燒后得到的產物仍保留著GCN的原始晶體結構，但是

5、其能夠抑制GCN晶體結構的長大。GCN-50的粒徑減小、層片變薄并且在其片狀表面上出現一些孔洞。GCN在可見光照射下70min后使得羅丹明B（RhB）溶液完全降解。而改性后的GCN-50的光催化活性明顯得到提升，它可以在30min內將RhB溶液完全降解。且循環(huán)實驗表明GCN-50穩(wěn)定性良好可重復使用。UV-Vis測試分析可知，相比于GCN，GCN-50的吸收限發(fā)生了紅移（~500nm）且其對光的吸收強度明顯增強。由PL和EIS測試分析可