石墨烯插層的介孔石墨相氮化碳(mpg-C3N4-rGO)光催化劑的制備和性能研究.pdf

1、光催化技術(shù)是一種高效、綠色、節(jié)能的能源獲取方式和環(huán)境污染治理手段，在目前能源短缺和環(huán)境污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀下具有非常廣闊的發(fā)展前景。本次研究以石墨相氮化碳（g-C3N4）為研究對(duì)象，針對(duì)g-C3N4存在的比表面積小，光生電子-空穴對(duì)復(fù)合嚴(yán)重缺點(diǎn)，采用形貌調(diào)控和石墨烯復(fù)合的方法制備出了mpg-C3N4/rGO。采用XRD、FT-IR、TEM、BET、TGA、UV-vis等表征手段對(duì)催化劑進(jìn)行分析，并以甲基橙為模擬污染物對(duì)催化劑的光催化活性進(jìn)行了

2、測(cè)定。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用硬模板法以單氰胺水溶液為前驅(qū)體，膠態(tài)SiO2為模板，采用熱聚合法制備出了介孔石墨相氮化碳（mpg-C3N4）。并且在制備過程中通過改變前驅(qū)體和模板劑的混合比例、煅燒溫度和保溫時(shí)間篩選出了mpg-C3N4的最佳制備工藝條件。BET測(cè)試結(jié)果顯示，相比于直接煅燒前驅(qū)體制備的g-C3N4，mpg-C3N4的比表面積和孔徑均明顯增大。光催化試驗(yàn)結(jié)果表明，mpg-C3N4的對(duì)甲基橙的去除率明顯優(yōu)于g-C3

3、N4，膠態(tài)SiO2與單氰胺質(zhì)量混合比例為1.2/1，550℃煅燒并保溫4 h條件下制備的mpg-C3N4光催化反應(yīng)效果最好，光照2.5小時(shí)后甲基橙的去除率接近99%。⑵在mpg-C3N4的制備過程中加入一定比例的氧化石墨烯，制備出了mpg-C3N4/rGO。表征結(jié)果顯示，石墨烯很好的插層在mpg-C3N4中，且在加熱過程中氧化石墨的加入并沒有破壞mpg-C3N4的合成，復(fù)合后的催化劑光響應(yīng)性能增強(qiáng)。光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，mpg-C3N4/