基于石墨相氮化碳納米復(fù)合材料的制備及光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化劑在解決清潔能源危機和環(huán)境污染方面具有一定的應(yīng)用價值，在各種各樣的光催化劑中，具有π共軛結(jié)構(gòu)的石墨相氮化碳(CN)因可吸收太陽光受到人們的極大關(guān)注。
　　為了提高CN的電子遷移速率，利用濃硫酸將CN剝離成納米片(CN-NSs)，而且液相剝離使得CN-NSs具有更好的水分散性，有利于與其他物質(zhì)的復(fù)合，但CN-NSs因量子尺寸效應(yīng)吸收邊帶發(fā)生藍(lán)移。為了解決這個問題，在CN的骨架中嫁接苯環(huán)(CNX)，拓展其π共軛結(jié)構(gòu)，從而增

2、加光的相應(yīng)范圍，同時降低光生電荷的復(fù)合損失，然后再將CNX剝離成CNX-NSs，這樣CN-NSs納米片的藍(lán)移現(xiàn)象就可以通過嫁接苯環(huán)得以改善，應(yīng)用原子力顯微鏡(AFM)測出CNX-NSs的厚度在0.66nm-0.88nm范圍內(nèi)。
　　因CNX-NSs與銳鈦礦二氧化鈦(TiO2)具有相匹配的能帶結(jié)構(gòu)，本文通過先超聲后溶劑揮發(fā)法制備TiO2/CNX-NSs復(fù)合材料，并通過比較光催化降解RB的活性確定最優(yōu)配比為TiO2與CNX-NSs的質(zhì)

3、量比為3:1，TEM圖中可以觀察到TiO2分散在片狀的CNX-NSs表面上，兩者之間形成的異質(zhì)結(jié)可將CNX-NSs導(dǎo)帶上的電子轉(zhuǎn)移到TiO2的導(dǎo)帶，提高電子-空穴對的分離效率，光催化降解羅丹明B(RB)的活性顯著提高；最后通過捕獲實驗確定了在光催化體系中主要起作用的物種是超氧負(fù)離子(O2-),羥基自由基(·OH)和空穴(h+)起的作用較小。
　　本文通過光還原的方法制備CNX-NSs/RGO復(fù)合材料，因RGO具有良好的導(dǎo)電性，可快