MoO3,SnO2-x和Zn2SnO4修飾的g-C3N4催化劑光催化降解染料的研究.pdf

1、近年來(lái)，面對(duì)環(huán)境污染和能源短缺的嚴(yán)峻問題，半導(dǎo)體光催化技術(shù)日益引起了科研工作者的關(guān)注。相應(yīng)的，可見光響應(yīng)高效催化劑的研發(fā)成為了當(dāng)前光催化研究的熱點(diǎn)。石墨相的氮化碳(g-C3N4)是一種具備可見光響應(yīng)能力的新型非金屬半導(dǎo)體材料，能帶間隙寬度中等(2.7eV)，具有成本低廉和制備方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。此外，g-C3N4的化學(xué)和熱穩(wěn)定性較高，在光催化領(lǐng)域具有較大的發(fā)展前景。然而，純相g-C3N4的光催化活性很低。因此，本文主要以g-C3N4為基底，

2、研制出了三種高效的可見光響應(yīng)復(fù)合型光催化劑。
　　首先，通過(guò)簡(jiǎn)單的固相研磨-焙燒法制備出了具有可見光響應(yīng)的MoO3/g-C3N4復(fù)合型高活性催化劑。運(yùn)用XRD和FT-IR表征分析可知復(fù)合型催化劑僅含有MoO3和g-C3N4。N2物理吸附實(shí)驗(yàn)和DRS表征結(jié)果表明，摻雜少量MoO3對(duì)催化劑的比表面積和光吸收性能的影響很小。MoO3/g-C3N4復(fù)合催化劑的高活性歸因于MoO3和g-C3N4之間的協(xié)同作用，使電子和空穴通過(guò)這兩個(gè)半導(dǎo)體表

3、面的定向遷移從而達(dá)到分離的目的。電荷遷移遵循Z模式機(jī)制，可由活性物種捕獲實(shí)驗(yàn)和羥基自由基·OH熒光光譜證明。
　　其次，通過(guò)焙燒g-C3N4和Sn6O4(OH)4法制備出了SnO2-x/g-C3N4高效復(fù)合型光催化劑。復(fù)合型催化劑在可見光下降解染料羅丹明B(RhB)溶液表現(xiàn)出優(yōu)良的光催化活性。此外，SnO2-x/g-C3N4復(fù)合型催化劑也可以有效降解其它多種染料。本文中具體的研究結(jié)果表明g-C3N4中摻雜SnO2-x能增加比表面積

4、和提高光吸收性能。然而，更重要的是SnO2-x和g-C3N4之間形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，符合Z模式機(jī)理可以高效地促進(jìn)電子-空穴對(duì)的分離，從而提高光催化活性。
　　基于相同的原理，最后通過(guò)簡(jiǎn)焙燒Zn2SnO4-三聚氰胺混合物制備出復(fù)合型催化劑，并運(yùn)用了BET, XRD，SEM，TEM，XPS，DRS，和PL一系列表征對(duì)催化劑的比表面，組成，形貌和吸光性能等做出了細(xì)致的分析。結(jié)果表明g-C3N4經(jīng)過(guò)Zn2SnO4修飾后，對(duì)其光吸收性能沒有影響