類石墨相氮化碳(g-C3N4)的制備及其光催化性能研究.pdf

1、隨著人類文明的進(jìn)步，能源短缺和環(huán)境惡化是人類必須面對(duì)的兩個(gè)重要的問(wèn)題。尋找新型的可再生能源成為了科研熱點(diǎn)，g-C3N4憑借著其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、安全、吸光能力強(qiáng)、原材料便宜、合成方法簡(jiǎn)單，令它作為一種新穎的催化材料而聞名遐邇。然而，g-C3N4作為催化材料還有一些缺點(diǎn)，如其光生載流子易復(fù)合、量子產(chǎn)率低，利用太陽(yáng)光的能力較弱。同時(shí)g-C3N4自身比表面積較小，導(dǎo)致光反應(yīng)過(guò)程中活化點(diǎn)位較少，妨礙其廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)g-C3N4存在的不足，通過(guò)

2、堿水處理和熱處理的方法，制備具有較高比表面積和光催化活性的g-C3N4型光催化材料。并使用X射線衍射（XRD），傅里葉變換紅外光譜（FTIR），X射線光電子能譜分析（XPS），掃描電子顯微鏡（SEM），透射電子顯微鏡（TEM），氮?dú)馕脚c脫附（BET），紫外-可見(jiàn)漫反射光譜（DRS）和熱重分析（TG）等表征方法對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了測(cè)試，最終，利用光催化降解羅丹明B的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了樣品的光催化性能。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下

3、：
　　以密胺、尿素與硫脲為原料，利用熱聚縮反應(yīng)合成g-C3N4，探索了前驅(qū)物對(duì)其光降解能力的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明以三聚氰胺為前驅(qū)體制備出的產(chǎn)物產(chǎn)率最高，以尿素為前驅(qū)體制備出的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物光催化降解有機(jī)物效率最高。
　　通過(guò)水熱處理的方法對(duì)M-C3N4進(jìn)行改性處理，制備出其衍生物。降解評(píng)定結(jié)果顯示，當(dāng)g-C3N4衍生物改性過(guò)程中添加尿素量達(dá)到0.8g時(shí)制備出的樣品CN-6具有最高的活性。同時(shí)通過(guò)添加捕獲劑進(jìn)行光催化實(shí)驗(yàn)的方法研究樣

4、品CN-6的催化機(jī)理，結(jié)果顯示在光催化過(guò)程中光生空穴起到了主要的作用，·O2-與·OH自由基起輔助作用。
　　對(duì)g-C3N4衍生物進(jìn)一步煅燒處理，制備得到性能高效的熱處理產(chǎn)物。降解評(píng)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，由g-C3N4衍生物中樣品CN-6制備出的產(chǎn)物CN-6-500具有最高的降解活性。同時(shí)通過(guò)添加捕獲劑進(jìn)行光催化實(shí)驗(yàn)的方法研究樣品CN-6-500的催化機(jī)理，結(jié)果顯示在降解的過(guò)程中·O2-與·OH自由基起到主要的作用，光生空穴起輔助作用。