氮化碳基復(fù)合催化劑的制備及其光催化性能研究.pdf

1、C3N4由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，禁帶寬度適中，易制備等特點(diǎn)越來越受到研究者的關(guān)注，是一種性價(jià)比較高，應(yīng)用前景廣闊的光催化劑。然而C3N4的活性較低，本論文從改善C3N4光催化劑光生電子空穴復(fù)合速率，提高其比表面積以及改善其較低的可見光利用率三個(gè)方面入手，進(jìn)行了改性處理，分別復(fù)合尖晶石結(jié)構(gòu)、Ag等離子體、類鈣鈦礦型化合物，得到具有較高催化活性與穩(wěn)定性的新型復(fù)合光催化劑。主要內(nèi)容如下:
　　1.以尿素為原料，高溫煅燒獲得C3N4樣品，將其與硝

2、酸銅及硝酸鐵混合水熱合成CuFe2O4/C3N4復(fù)合光催化劑。利用X射線粉末衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、透射電子顯微鏡(TEM)、比表面和孔結(jié)構(gòu)的測定(BET)和光致發(fā)光(PL)等方法對(duì)復(fù)合光催化劑進(jìn)行表征。以羅丹明B為探針，研究復(fù)合光催化劑在可見光下對(duì)其的光催化降解性能?？梢姽夤獯呋瘜?shí)驗(yàn)表明，當(dāng)CuFe2O4含量為50％(CFCN0.5)時(shí)，其光催化降解羅丹明B效果最好。其可能的光催化降解機(jī)理為:CuFe2O4與C

3、3N4復(fù)合后，有效促進(jìn)了光生電子空穴對(duì)的分離，提高了其光催化的活性;同時(shí)，光生電子和H2O2反應(yīng)生成的羥基自由基(·OH)也促進(jìn)了其光催化降解染料的活性。
　　2.以三聚氰胺為原料，高溫煅燒制備C3N4樣品，通過原位還原將Ag顆粒負(fù)載在C3N4/RGO復(fù)合物上制得Ag/C3N4/RGO復(fù)合光催化劑。利用XRD、FTIR、TEM、紫外可見漫反射(UV-vis DRS)、PL、瞬態(tài)光電流等方法對(duì)復(fù)合光催化劑結(jié)構(gòu)、表面形貌和光吸收性能等

4、方面進(jìn)行表征。以甲基橙為探針，研究復(fù)合光催化劑在可見光下的光催化降解性能。可見光光催化實(shí)驗(yàn)表明，Ag/C3N4/RGO復(fù)合光催化劑具有優(yōu)異的光催化性能，Ag/C3N4/RGO的反應(yīng)速率分別為C3N4、Ag/RGO、C3N4/RGO、Ag/C3N4的12.3、7.2、5.1和3.7倍。探討了其生長機(jī)理和光催化降解機(jī)理:增強(qiáng)的光催化性能歸因于增強(qiáng)的可見光吸收和通過沉積Ag顆粒和復(fù)合RGO納米片而導(dǎo)致提高的光生電子空穴對(duì)的分離。
　　3

5、.以三聚氰胺為原料，高溫煅燒制備C3N4樣品，以Bi(NO3)3·5H2O和NaMoO4·2H2O為前驅(qū)體，通過水熱方法制得Bi2MoO6/C3N4復(fù)合光催化劑。采用XRD、FTIR、TEM、UV-vis DRS、PL、瞬態(tài)光電流等方法對(duì)復(fù)合光催化劑結(jié)構(gòu)、表面形貌、光吸收性能等方面進(jìn)行表征。以羅丹明B為探針，考察復(fù)合光催化劑在可見光下的光催化降解活性?？梢姽獯呋瘜?shí)驗(yàn)表明，在Bi2MoO6含量為70％時(shí)(BC7)，其光催化降解性能最好。與