g-C3N4與錳氧化合物復(fù)合材料用于光熱協(xié)同催化的研究.pdf

1、在科學(xué)技術(shù)工農(nóng)業(yè)飛速發(fā)展的今天，人類賴以生存的地球環(huán)境越來(lái)越不堪重負(fù)。在眾多環(huán)境問題當(dāng)中，水資源問題無(wú)疑是當(dāng)今乃至今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)人類所面臨的最嚴(yán)峻的一個(gè)環(huán)境問題之一。對(duì)廢水進(jìn)行處理使其能回用或正常排放極為重要。在諸多水處理技術(shù)中，高級(jí)氧化技術(shù)包括H2O2氧化、光催化氧化等，光熱協(xié)同氧化是一種復(fù)合型的新型廢水處理技術(shù)，具有處理效率高、操作條件易控制、非選擇性地降解有機(jī)污染物、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)的實(shí)際生產(chǎn)生活中可能被廣泛的應(yīng)用。本文

2、選擇Mn3O4作為類Fenton催化劑，g-C3N4作為光催化劑進(jìn)行研究。
　　Mn3O4作為一種高效的非均相類Fenton催化劑，可在中性條件進(jìn)行催化反應(yīng)并且克服了傳統(tǒng)鐵系Fenton催化劑存在的缺點(diǎn):
　　(1)反應(yīng)要在pH＜3的酸性條件下進(jìn)行，才可達(dá)到良好去除效果;
　　(2)均相鐵系催化劑反應(yīng)結(jié)束后會(huì)產(chǎn)生大量的沉淀物，不僅會(huì)對(duì)水體造成二次污染還不利于催化劑的回收以及重復(fù)利用。通過調(diào)變水熱過程中所加入醇的種類制備

3、了不同形貌的Mn3O4，并且通過單因素實(shí)驗(yàn)研究了H2O2加入量以及不同反應(yīng)底物的影響。
　　為了進(jìn)一步提高污染物去除效率，本文合成了Mn3O4/g-C3N4復(fù)合材料，并用于光熱協(xié)同催化的研究。g-C3N4是一種典型的不含金屬的聚合物，并且具有合適的帶隙寬度和可見光吸收的特性。其優(yōu)良的可見光吸附能力以及以大規(guī)模制備的特點(diǎn)，更有利于實(shí)際應(yīng)用。在可見光照射下g-C3N4會(huì)通過兩電子的過程產(chǎn)生一定量的H2O2。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)Mn3O4是一種

4、具有優(yōu)良性能的的非均相Fenton-like催化劑，反應(yīng)條件容易達(dá)到并且易于分離。將光催化材料g-C3N4與熱催化材料Mn3O4結(jié)合，在可見光照射的條件下，利用體系自身產(chǎn)生的H2O2，同時(shí)進(jìn)行可見光催化以及類Fenton熱催化，實(shí)現(xiàn)了光熱協(xié)同催化。文中通過FESEM、XRD、XPS和PL等表征手段研究了復(fù)合材料的形貌結(jié)構(gòu)、材料間的相互作用以及電荷遷移情況。
　　為了考察Mn3O4/g-C3N4復(fù)合材料的光熱協(xié)同催化性能，將其應(yīng)用在