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文檔簡介
1、光催化技術(shù)在解決全球性的能源危機和環(huán)境污染問題上已經(jīng)顯示出巨大的潛力。類石墨相氮化碳(g-C3N4)由于其優(yōu)良的熱和化學穩(wěn)定性、無毒以及成本低等優(yōu)點而受到人們的廣泛關(guān)注。然而,g-C3N4的可見光光催化性能由于其具有比表面積小、可見光吸收能力低和光生電子-空穴對復合快等缺點而受到極大的限制。
本論文首先通過熱縮聚合成法制備了g-C3N4,并通過質(zhì)子化方法對g-C3N4進行了鹽酸處理制備了質(zhì)子化g-C3N4(p-g-C3N4),
2、然后以p-g-C3N4為基底,分別采用超聲化學法和沉積-沉淀法將p-g-C3N4分別與氧化石墨烯(GO)納米片和Ag/AgCl納米顆粒進行復合制備納米復合材料。最后采用熱氧化刻蝕法制備了g-C3N4納米片。通過XRD、TEM、XPS、UV-vis和PL等方法對上述材料的結(jié)構(gòu)、微觀形貌以及光學性質(zhì)進行了表征,并通過可見光照射下降解甲基橙(MO)、鹽酸四環(huán)素(TC)和環(huán)丙沙星(CIP)溶液來評價樣品的可見光光催化性能。
質(zhì)子化研究
3、表明,通過鹽酸處理后的p-g-C3N4具有超薄的層狀結(jié)構(gòu)。與單一g-C3N4相比,p-g-C3N4的光吸收邊緣隨著鹽酸濃度的增加逐漸藍移,且其光生電子-空穴對的分離效率得到明顯增強,當鹽酸濃度為3 mol/L時,樣品具有最高的可見光光催化性能,在可見光照射2h后對MO溶液的降解率為30.08%。
GO/p-g-C3N4納米復合材料的研究表明,與單一g-C3N4相比,GO/p-g-C3N4納米復合材料對可見光的吸收能力以及其光生
4、電子-空穴對的分離效率得到明顯增強,當HCl濃度為3 mol/L時,樣品具有最高的可見光光催化性能,其在可見光照射2h后對MO溶液的降解率達到84.94%;在可見光照射4h后對TC溶液的降解率達到92.43%。同時,GO/p-g-C3N4納米復合材料具有較高的光催化穩(wěn)定性。
Ag/AgCl/p-g-C3N4納米復合材料的研究表明,與單一g-C3N4相比,Ag/AgCl/p-g-C3N4納米復合材料對可見光的吸收能力以及其光生電
5、子-空穴對的分離效率得到明顯增強,當AgNO3的加入量為0.7 mmol時,樣品具有最高的可見光光催化性能,其在可見光照射1h后對MO溶液的降解率達到90.37%;在可見光照射2h后對TC和CIP溶液的降解率分別為92.47%和76.06%。同時,Ag/AgCl/p-g-C3N4納米復合材料具有較高的光催化穩(wěn)定性。
熱氧化刻蝕的研究表明,經(jīng)過熱氧化刻蝕處理后的g-C3N4納米片呈現(xiàn)出一種蓬松的類似聚合物的形貌,與單一g-C3N
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