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文檔簡介
1、隨著科技的進(jìn)步和社會的飛速發(fā)展,當(dāng)今社會面正臨著能源短缺和自然環(huán)境嚴(yán)重惡化等諸多問題。自1972年以來,以太陽能為基礎(chǔ)能源的光催化技術(shù)開始在環(huán)境治理和新能源開發(fā)方面取得了初步成效,這一技術(shù)的發(fā)展未來可以從根本上解決環(huán)境和能源問題。作為第一代光催化劑二氧化鈦以其無毒、穩(wěn)定的特性備受廣大科研工作者的關(guān)注。但二氧化鈦本身也存在諸多缺陷,比如禁帶較寬,只能吸收太陽光的紫外光部分,所以其量子效率較低,這一缺陷使得二氧化鈦很難在實際應(yīng)用中全面推廣。
2、因此,為了更好地利用太陽能,研發(fā)具有可見光響應(yīng)的新型光催化材料是光催化技術(shù)發(fā)展面臨的根本問題。g-C3N4是近年來報道的一種新型的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體,具有中等寬度的能帶間隙,對可見光有良好的響應(yīng),同時還具有價廉,易制備,化學(xué)和熱穩(wěn)定性高等特點,在光催化領(lǐng)域具有較大的發(fā)展前景。本文主要以g-C3N4為基底,研制出了三種復(fù)合型半導(dǎo)體光催化劑。
本研究首先通過簡單的固相研磨-焙燒法制備出了具有可見光響應(yīng)的DyVO4/g-C3N4復(fù)合型
3、高活性催化劑。為了研究催化劑的光催化反應(yīng)機(jī)理,我們對催化劑進(jìn)行了一系列表征。基于表征結(jié)果我們得到的結(jié)論是:復(fù)合型光催化劑DyVO4/g-C3N4的高活性是因為g-C3N4和DyVO4具有匹配的能帶電勢,并形成了半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),促進(jìn)了光生電子和光生空穴在催化劑中的分離,從而提高了DyVO4/g-C3N4復(fù)合物分解有機(jī)污染物的效速率。其次,通過沉淀法制備出了YVO4/g-C3N4復(fù)合催化劑,并運用BET、XRD、XPS、SEM、TEM、D
4、RS等方法對催化劑的結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能進(jìn)行了研究。實驗結(jié)果表明YVO4/g-C3N4復(fù)合催化劑在可見光下也表現(xiàn)出相當(dāng)出色的光催化性能。此外,通過循環(huán)反應(yīng)測試發(fā)現(xiàn),經(jīng)過五次回收利用,該催化劑性能穩(wěn)定,未見失活。最后,基于相同的原理,通過研磨-焙燒法制備出了t-LaVO4/g-C3N4和m-LaVO4/g-C3N4復(fù)合催化劑,考察了不同帶隙的LaVO4對g-C3N4的修飾效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)盡管m-LaVO4和t-LaVO4有著不同的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì),
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