多酸鹽表面修飾石墨相氮化碳及其光催化性能研究.pdf

1、石墨相氮化碳(g-C3N4)具有穩(wěn)定的光學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及能夠利用太陽能等優(yōu)點(diǎn)，但其光催化效率較低。本文利用磷鎢酸鹽對(duì)g-C3N4表面進(jìn)行修飾來增加活性位點(diǎn)，進(jìn)而增大材料的光催化效率。主要研究內(nèi)容如下:
　　超聲處理Fe3+和磷鎢酸制成相應(yīng)的磷鎢酸鐵鹽(Fe-PW)，并將其修飾在g-C3N4材料表面，通過非共價(jià)作用形成Fe-PW-g-C3N4，改性后的g-C3N4在降解模擬有機(jī)染料方面體現(xiàn)了良好的光催化活性以及循環(huán)穩(wěn)定性。以Fe

2、-PW-g-C3N4為光催化劑對(duì)100mL濃度為10mg/L的羅丹明B(RhB)和甲基橙(MO)溶液進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其循環(huán)使用效果進(jìn)行了研究。經(jīng)超聲處理的Fe-PW-g-C3N4降解RhB的速率比純g-C3N4有很大的提升，進(jìn)行四次循環(huán)實(shí)驗(yàn)后，依然能夠在光照20min時(shí)使RhB完全降解;相同條件下Fe-PW-g-C3N4降解MO的效率也比純g-C3N4有明顯提升，其循環(huán)使用實(shí)驗(yàn)表明，光照20min時(shí)MO也能被完全降解。說明經(jīng)Fe

3、-PW修飾的g-C3N4材料對(duì)模擬有機(jī)染料的光催化效率明顯提高，并且循環(huán)使用性能良好。
　　為考察Fe-PW-g-C3N4光催化劑的工業(yè)應(yīng)用性，對(duì)其降解RhB染料及循環(huán)使用效果進(jìn)行了放大實(shí)驗(yàn)。RhB的體積分別為10L、10L和250L，催化劑用量分別為100mg、500mg和5g的條件下進(jìn)行降解，經(jīng)太陽光照射6h、80min和6h后，RhB都能被完全降解;循環(huán)使用結(jié)果表明，染料用量加大時(shí)，相應(yīng)地增加催化劑的用量，光催化劑仍具有較好

4、的循環(huán)穩(wěn)定性，有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
　　利用磷鎢酸鉀(K-PW)對(duì)g-C3N4表面進(jìn)行了修飾，通過不同負(fù)載量實(shí)驗(yàn)篩選出最優(yōu)配比，改性后催化劑對(duì)RhB溶液的降解活性相比純g-C3N4有所提升，在模擬太陽光條件下光照15min時(shí)能夠?qū)hB完全降解，降解速率是純g-C3N4的2.4倍，其循環(huán)使用效果也保持穩(wěn)定;同樣條件下降解MO，在光照30min時(shí)可以使MO降解率達(dá)到100％，降解速率是純g-C3N4的1.3倍，進(jìn)行四次循環(huán)實(shí)驗(yàn)后，