g--C3N4基納米材料的發(fā)光特性及其在氯離子檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著社會進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源短缺、水污染等問題日益凸顯，對于水環(huán)境中污染物的監(jiān)測與治理是我國面臨的最為重要難題之一。氯離子(Cl-)作為水環(huán)境中較為常見的陰離子，極易發(fā)生極化反應(yīng)，如若濃度過高會與水中存在的多種化合物結(jié)合形成致癌物質(zhì)，如三氯甲烷、三氯乙烯、鹵乙酸等。目前對于Cl-的檢測方法主要有原子吸收法、離子選擇電極法、離子色譜法、熒光分析法等。其中熒光分析法具有高靈敏度的優(yōu)點(diǎn)，在分析復(fù)雜的具有多組分熒光體混合物方面具有非常大的優(yōu)

2、勢。但熒光分析法常用的熒光試劑多為有機(jī)芳族化合物、有機(jī)染料等，其不僅制備方法復(fù)雜、而且還容易受外界環(huán)境因素的干擾。因此，發(fā)展一種高效的熒光試劑來針對水中Cl-的檢測是非常必要的。石墨相氮化碳（g-C3N4）是一種新型聚合物半導(dǎo)體納米材料，帶隙約為2.7eV且易調(diào)控，其制備方法簡單、無毒無污染、吸收光譜范圍寬、具有較強(qiáng)的熒光響應(yīng)。這些優(yōu)點(diǎn)使其在熒光檢測方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本論文利用濕化學(xué)法合成了具有多孔結(jié)構(gòu)的g-C3N4納

3、米材料，并對其熒光特性進(jìn)行了研究。首先，通過測試樣品在不同PH值條件下的熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，對其最佳激發(fā)波長和PH值進(jìn)行了探究。基于此構(gòu)建了檢測水溶液中Cl-濃度的熒光分析體系。加入不同濃度的Cl-后，引起多孔g-C3N4的熒光信號極大的降低，而此時的熒光猝滅效率與Cl-的濃度呈一定的線性關(guān)系，根據(jù)Stern-Volmer方程擬合就可以實(shí)現(xiàn)對Cl-的分析檢測。同時通過表征、光電壓及熒光壽命的測試，對Cl-與多孔g-C3N4的作用機(jī)制

4、進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
　　為了進(jìn)一步調(diào)控多孔g-C3N4的熒光特性以及檢測Cl-的能力，合成了Ag修飾的多孔g-C3N4樣品（Ag/g-C3N4），并確定了Ag修飾的最佳量。在檢測Cl-的實(shí)驗(yàn)中，Ag/g-C3N4樣品表現(xiàn)出了較高的靈敏度，與原多孔g-C3N4相比，其可檢測到的Cl-濃度范圍提高了一個數(shù)量級。同樣對Cl-與Ag/g-C3N4的作用機(jī)制進(jìn)行了分析。
　　本論文將深入揭示多孔g-C3N4和Ag/g-C3N4納米材料