基于有機(jī)污染物去除的Fe3O4-g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備及其吸附-光催化行為和機(jī)理研究.pdf

1、光催化技術(shù)是利用太陽(yáng)光作為激發(fā)，使周圍的氧氣及水分子被激發(fā)成自由基離子，所產(chǎn)生的自由基離子可以有效地去除吸附在光催化劑表面的有機(jī)污染物，不會(huì)造成資源的浪費(fèi)，是一種廉價(jià)、無毒、低能耗的綠色處理技術(shù)，被普遍應(yīng)用于環(huán)境水污染的治理中。在眾多光催化劑中，g-C3N4，因其具有合適的帶隙（2.7 eV），可有效地吸收太陽(yáng)光而受到研究者的極大關(guān)注。但 g-C3N4分離回收難、光生電子-空穴復(fù)合率高等問題嚴(yán)重制約了其發(fā)展。因此，本論文中我們?cè)趃-C3

2、N4上引入了磁性材料 Fe3O4。Fe3O4具有良好的磁分離特性和導(dǎo)電性，不但能夠有效地實(shí)現(xiàn) g-C3N4的快速分離回收，還可促進(jìn)了光生電子和空穴的分離。然而，F(xiàn)e3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑的光催化活性不理想、穩(wěn)定性差以及無選擇性等問題仍然突出，為了進(jìn)一步解決上述問題，我們對(duì)其進(jìn)行了一系列表面修飾的研究，具體內(nèi)容如下：
　　（1）通過光沉積技術(shù)將貴金屬 Ag沉積在 Fe3O4/g-C3N4表面，制備了等離子共振復(fù)合光催化劑A

3、g/Fe3O4/g-C3N4。通過TEM、EDS、FT-IR、XRD、UV–vis、Raman、光電流測(cè)試等方法對(duì)該復(fù)合光催化劑進(jìn)行了系統(tǒng)的表征并對(duì)其進(jìn)行了一系列光催化性能實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：所制得的復(fù)合光催化劑不但具有良好的分散性、結(jié)晶性和較好的形貌，而且對(duì)四環(huán)素具有較高的光催化降解能力。
　　（2）通過溶膠-凝膠法及索氏提取技術(shù)直接制備了介孔SiO2包覆Fe3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑（SiO2@Fe3O4/g-C3N4）。并

4、通過多種手段對(duì)該SiO2@Fe3O4/g-C3N4復(fù)合材料進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示，該復(fù)合材料具有較大的比表面積，對(duì)四環(huán)素分子具有較強(qiáng)的吸附能力。此外，在可見光的照射下，該復(fù)合材料對(duì)四環(huán)素表現(xiàn)出較好的光催化降解活性，而且經(jīng)過十次循環(huán)實(shí)驗(yàn)，依然保持了良好的光催化性能。
　?。?）通過CdS納米粒子對(duì)Fe3O4/g-C3N4進(jìn)行修飾，制備了CdS/Fe3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑。該復(fù)合材料不僅表現(xiàn)出良好的結(jié)晶性和磁分離特性，同時(shí)對(duì)多

5、種抗生素均展現(xiàn)出良好的催化去除能力。此外，我們還通過光電流測(cè)試和熒光光譜測(cè)試對(duì)該復(fù)合材料的電子轉(zhuǎn)移機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)分析。
　?。?）通過表面印跡技術(shù)以2-巰基苯并噻唑（MBT）為模板分子，吡咯（pyrrole）為功能單體，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TRIM）作為為交聯(lián)劑，偶氮二異丁腈（AIBN）為引發(fā)劑，合成出Ppy修飾的Fe3O4/g-C3N4導(dǎo)電印跡光催化劑。并通過去除MBT來考察光催化活性、穩(wěn)定性和選擇性。結(jié)果顯示，該導(dǎo)電印