二氧化鈦-氮化碳的制備及其對草甘膦光催化性能的研究.pdf

1、以光催化氧化法對草甘膦除草劑進行降解。首先，選定 TiO2/g-C3N4為光催化劑。TiO2是一種污染小、低成本、強氧化性、化學(xué)穩(wěn)定的半導(dǎo)體催化劑，但其對可見光幾乎無吸收；g-C3N4是具有良好光電性能的新型半導(dǎo)體材料，在可見光范圍內(nèi)有吸收。為了提高材料光催化活性，以TiO2及g-C3N4為原料，采用物理法超聲復(fù)合形成TiO2/g-C3N4。通過X-射線粉末衍射、紅外光譜、紫外-可見漫反射、熒光光譜、掃描電鏡等對TiO2、g-C3N4及

2、TiO2/g-C3N4晶型、形貌等進行表征，表征結(jié)果證實：TiO2為銳鈦礦相球形結(jié)構(gòu)，g-C3N4為層狀結(jié)構(gòu)，且 TiO2分布在g-C3N4表面；TiO2/g-C3N4催化活性較高，其光吸收范圍比任意單一原料更廣。
　　通過一系列實驗，研究TiO2/g-C3N4在模擬太陽光光照下對草甘膦溶液光催化降解的效果。(1)不同質(zhì)量比TiO2/g-C3N4的影響：結(jié)果表明TiO2和g-C3N4質(zhì)量比為2:8時，催化效果最佳；(2)不同TiO

3、2/g-C3N4添加量的影響：結(jié)果顯示在100 mL濃度為5 mg/L草甘膦溶液添加0.1 g TiO2/g-C3N4，降解效果最佳；用模擬太陽光光照此體系120 min后，降解率可達91％。
　　此外，還研究了體系中草甘膦溶液初始濃度、pH及光源的影響。實驗結(jié)果表明：(1)在100 mL溶液中，草甘膦初始濃度越大，降解率越低。當溶液中草甘膦濃度為3 mg/L時，模擬太陽光僅光照60 min，降解率就可達98%。(2)反應(yīng)體系在弱

4、堿性及中性條件下，降解率相對較高。當溶液pH=9時，降解率最高，達98%。(3)在可見光的照射下，TiO2/g-C3N4對草甘膦溶液的降解率比模擬太陽光的降解率小11%。
　　最后，通過捕獲實驗探究了TiO2/g-C3N4中起主要氧化作用的基團。結(jié)果表明：在TiO2/g-C3N4降解草甘膦溶液的實驗中，起主要催化氧化作用的是空穴，其次是O2-·(超氧自由基)。草甘膦溶液可能降解途徑為：以C-N鍵斷裂方式，將草甘膦分解成氨基甲基膦酸