镧掺杂TiO2/g-C3N4复合光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以工业二氧化钛(TiO_2)、硝酸镧(LaN_3O_9·5H_2O)、三聚氰胺(C_3H_6N_6)为原料制备了La掺杂TiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)等表征方法对光催化剂结构进行分析,表明复合样品中La以La~(3+)形式存在于TiO_2晶体中,并形成TiO_2/g-C_3N_4异质结构,其禁带宽度减小、吸收带边红移,光催化效率有明显提高.以亚甲基蓝为目标污染物评价其光催化活性,镧掺杂量为4%(质量分数)、煅烧温度为520℃、煅烧时间为2 h时,复合样品光催化活性最佳,在12 LED灯下,180 min后对10 mg·L~(-1)亚甲基蓝溶液的去除率达97%.     

g-C_3N_4/TiO_2复合材料光催化降解布洛芬的机制

以TiCl_3为TiO_2钛源,二聚氰胺为g-C_3N_4前驱体,制备了g-C_3N_4/TiO_2复合材料;通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见光吸收光谱(UV-vis)等对g-C_3N_4/TiO_2复合材料进行形貌、元素和催化活性的表征.结果表明,TiO_2能很好地依附在g-C_3N_4的表面;吸收光发生了红移,扩大了TiO_2的吸收光谱范围;催化剂活性实验研究表明g-C_3N_4与TiO_2按1:9的质量掺杂比例制备出的g-C_3N_4-10/TiO_2复合材料对布洛芬(IBU)的光催化降解效果最好;实验同时研究了g-C_3N_4-10/TiO_2复合材料对IBU光催化降解的影响机制.IBU的光催化反应符合准一级动力学规律;酸性环境下有利于IBU的降解;使用异丙醇作为·OH分子探针,检测到·OH存在于g-C_3N_4/TiO_2光催化体系中,并计算得出·OH的贡献率为73.7%,表明·OH在降解中起到主要作用.     

g-C_3N_4/石墨烯复合材料的制备及光催化活性的研究

以三聚氰胺和氧化石墨烯颗粒为原料,通过研磨负载、氮气气氛下煅烧的方法制备了石墨相氮化碳/石墨烯(g-C_3N_4/r GO)复合光催化剂.主要采用TEM、XRD、PL等对其进行表征,研究了其在模拟太阳光下对罗丹明B(Rh B)的光催化性能.PL分析结果显示,相比单一的g-C_3N_4,g-C_3N_4/r GO的光生电子-空穴对的复合几率大大降低.光催化结果表明,和单一g-C_3N_4相比,首次使用研磨负载、氮气保护气氛下煅烧制备的g-C_3N_4/r GO(2%)光催化反应180min后对Rh B的降解率提高了43.2%.这是因为石墨烯为g-C_3N_4提供了电子转移场所,实现光生电子-空穴的有效分离,从而提高了光催化效率.本文还考察了添加叔丁醇(TBA)和三乙醇胺(TEOA)后对g-C_3N_4/r GO光催化的影响,实验结果表明:光生空穴是g-C_3N_4/r GO光催化体系中的主要活性物质之一.     

g-C_3N_4/TiO_2瓷砖的制备及其性能研究

采用空压机在瓷砖表面喷涂了以钛酸四丁酯为钛前驱体,三聚氰胺为氮源制备的g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(DRS)等对材料的结构与性能进行表征。附着力测试显示g-C_3N_4/TiO_2薄膜附着力良好,达到5B级别。分别以罗丹明B和大肠杆菌进行了降解和杀菌实验,结果显示g-C_3N_4/TiO_2瓷砖在白炽灯(照度(10 000±1 000)Lux)下光照6 h罗丹明B的脱色率达到45.1%,光照5 h大肠杆菌灭菌率约为99.7%。重复性试验证明,其稳定性较好。说明制备的g-C_3N_4/TiO_2瓷砖具有较好的自清洁和杀菌性能。     

g-C_3N_4/TiO_2复合材料的制备及降解四环素的研究

文章以三聚氰胺和尿素为原材料,采用缩聚热解法以550 ℃高温煅烧4 h合成g-C_3N_4,将其与Ti O_2前驱体通过水热法结合煅烧工艺制备 g-C_3N_4/Ti O_2复合材料。目标降解物选用四环素,以成分配比、p H 等作为自变量,探讨对四环素降解率的影响,并采用XRD、SEM、BET测试手段对材料性能进行表征。在实验中,投加70 mg 经过120 ℃水热4 h和500 ℃煅烧2 h的g-C_3N_4/Ti O_2粉末用于降解70 m L浓度为10 mg/L的四环素溶液。结果显示,在氙灯光照下,在90 min内g-C_3N_4与Ti O_2质量比为12∶100的g-C_3N_4/Ti O_2对四环素的降解率达88.43%,Ti O_2对四环素的降解率为64.73%,降解率提升了40%。     

石墨相氮化碳纳米薄片的制备及其光催化处理印染废水的研究

以三聚氰胺为前驱体,通过高温煅烧、酸剥离制备了石墨相氮化碳纳米薄片(Tg-C_3N_4)。采用X射线衍射、原子力显微镜、傅里叶红外光谱、N2吸附脱附、紫外可见吸收光谱和荧光光谱对Tg-C_3N_4结构以及光学性质进行表征,并以亚甲基蓝为目标污染物评价了Tg-C_3N_4的可见光催化性能。结果表明:Tg-C_3N_4厚度约1.0 nm,比表面积由g-C_3N_4的6.04 m~2·g~(-1)提高至88.18 m~2·g~(-1),约为体相氮化碳比表面积的14.6倍; Tg-C_3N_4的荧光光谱图强度约为体相氮化碳的3/4,表面光生电子-空穴对的复合率降低; Tg-C_3N_4光催化效果能够达到90%,比g-C_3N_4催化性能高57%。     

AgI/g-C3N4复合材料制备及其降解孔雀石绿染料性能

采用化学沉淀法合成了不同AgI质量比例的AgI/g-C_3N_4复合材料。通过SEM、XRD、FT-IR和UV-Vis DRS对制备的复合材料进行表征,在可见光照射下,测试了其光催化氧化降解孔雀石绿(MG)染料的性能。结果表明:制备的AgI/g-C_3N_4复合材料具有较好的可见光响应性,且对MG具有较高的光催化降解活性。在可见光照射2 h,AgI/g-C_3N_4(20%)投加量为1 g/L的条件下,对染料废水中质量浓度为10 mg/L的MG降解率达到98. 8%,不同AgI质量比例的AgI/g-C_3N_4对MG降解过程均符合一级动力学模型。     

g-C3N4/Bi2S3复合物的制备及可见光催化降解MO

采用简单溶剂热方法成功合成可见光催化剂g-C_3N_4/Bi_2S_3.合理地利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱分析仪(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM、HRTEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等表征手段对合成的样品进行了表征.与纯g-C_3N_4和Bi_2S_3相比,g-C_3N_4/Bi_2S_3复合物对甲基橙(MO)的可见光催化降解具有更高的降解效率.根据能带分析结果,电子-空穴对的有效分离增强了光催化效率.此外,提出了g-C_3N_4/Bi_2S_3对MO的光催化降解过程以阐明降解机制.提供了一种经济简单并易于规模化扩大开发可见光响应催化剂的方法,并在废水处理中具有潜在的应用价值.     

PDS协同g-C_3N_4可见光催化降解水体中布洛芬

以尿素为主要原料,采用热聚合法制备光催化剂g-C_3N_4(石墨相碳化氮),对其进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪分析仪(FT-IR)表征。通过过硫酸钾(PDS)协同g-C_3N_4可见光催化降解布洛芬实验,探究各种因素对布洛芬光解效率的影响;通过淬灭实验、荧光光谱(PL)测试以及降解中间产物分析,推导了PDS协同g-C_3N_4光催化降解布洛芬的反应机理。结果表明:g-C_3N_4是由片状薄层堆积而成的,在g-C_3N_4投加量为1. 0 g/L,布洛芬初始浓度为10 mg/L,PDS的最佳添加量为3. 334 mmol/L,pH为3时,布洛芬的光催化降解效果最佳,光反应4 h内布洛芬的降解率达到90%以上。PDS的加入显著提升了g-C_3N_4对布洛芬的光催化降解率,其中h~+在光解过程中起主导作用,加入PDS不仅会生成能光解布洛芬的SO_4~-·,还可以降低催化剂g-C_3N_4光生空穴和电子的复合程度,提高h~+的利用率。布洛芬降解过程生成一系列小分子中间产物,最终生成无机盐和水。     

钒酸银改性二氧化钛制备及其可见光光催化性能研究

通过水热法将钒酸银掺杂负载到二氧化钛上,制备了一种新型改性二氧化钛复合光催化剂.利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和紫外-可见光漫反射技术对催化剂进行了表征,以亚甲基蓝为目标降解物,考察了该催化剂在可见光下的光催化活性、稳定性等,探讨分析了反应机理.结果表明,可见光下该催化剂降解亚甲基蓝的反应过程符合一级反应动力学,其降解速率常数为0.009min-1,是二氧化钛P25的3倍,且3次回收利用后降解率仅下降4.8%,仍具有较高活性.钒酸银与二氧化钛形成耦合异质结,在可见光照射下,光生电子由钒酸银导带传到二氧化钛导带上,空穴则聚集在钒酸银价带上,产生的h+、·OH等是降解亚甲基蓝的主要物质,电子与受体的结合是反应的限速步骤.