石墨相氮化碳的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、近年來，半導(dǎo)體光催化技術(shù)得到了快速的發(fā)展。聚合物半導(dǎo)體石墨相氮化碳（g-C3N4）因其無毒、催化活性高、氧化能力強、且具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和獨特的電子能帶結(jié)構(gòu)、不含金屬組分等優(yōu)點而得到廣泛研究。但是由于聚合物的材料特性，將 g-C3N4作為光催化劑還存在如比表面積小、光生電子-空穴復(fù)合嚴(yán)重、量子效率低和禁帶寬度較大而不能有效利用太陽光等嚴(yán)重制約其在能源、環(huán)境光催化領(lǐng)域的大規(guī)模推廣應(yīng)用的問題。因此，為了更好的利用太陽光，對g-C3N4進(jìn)行

2、制備優(yōu)化及改性以得到較高可見光響應(yīng)的光催化劑是非常必要的。
　　在本論文中，作者通過2種簡單溫和的方法制備出了在可見光下有較好光催化活性的石墨相氮化碳（g-C3N4）光催化劑。同時，結(jié)合XRD、UV-Vis、SEM、TEM、BET、TGA等實驗手段，研究了不同制備條件對g-C3N4光催化劑的結(jié)構(gòu)及催化性能的影響。結(jié)果如下：
　　1、以雙氰胺為原料，通過改變煅燒時間及煅燒溫度制備g-C3N4光催化劑。XRD結(jié)果表明在一定溫度區(qū)

3、間內(nèi)隨著煅燒溫度的升高g-C3N4的結(jié)晶度先變好后變差。UV-Vis的結(jié)果表明制備的g-C3N4光催化劑吸收邊在460 nm左右。實驗還研究了不同煅燒溫度、時間對g-C3N4光催化性能的影響，并初步探究了其催化機理?？梢姽庀陆到饧谆鹊慕Y(jié)果表明，550℃煅燒240 min時，g-C3N4光催化劑具有最佳催化活性。在2.5 h內(nèi)，對甲基橙的降解率可達(dá)86.2％。
　　2、以三聚氰氯和三聚氰胺為原料乙腈為溶劑，制備了g-C3N4納米棒

4、光催化劑。XRD結(jié)果表明所制備的光催化劑為石墨相結(jié)構(gòu)且隨著溫度的升高樣品的結(jié)晶度先變好后變差。SEM結(jié)果表明所制備的納米棒直徑約25nm，長1μm。UV-Vis的結(jié)果表明樣品的吸收邊隨著溫度、時間的增加而紅移?？梢姽庀陆到饧谆鹊膶嶒灲Y(jié)果表明，200℃保溫48h時，g-C3N4光催化劑具在2.5 h內(nèi)對甲基橙的降解率可達(dá)99.7%。
　　3、以雙氰胺代替三聚氰胺，制備了 g-C3N4納米球光催化劑。UV-Vis結(jié)果表明制備的光催化