g-C3N4基納米復(fù)合材料的制備及其可見光光催化性能的研究.pdf

1、光催化技術(shù)在解決全球性的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題上已經(jīng)顯示出巨大的潛力。類石墨相氮化碳(g-C3N4)由于其優(yōu)良的熱和化學(xué)穩(wěn)定性、無毒以及成本低等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的廣泛關(guān)注。然而，g-C3N4的可見光光催化性能由于其具有比表面積小、可見光吸收能力低和光生電子-空穴對復(fù)合快等缺點(diǎn)而受到極大的限制。
　　本論文首先通過熱縮聚合成法制備了g-C3N4，并通過質(zhì)子化方法對g-C3N4進(jìn)行了鹽酸處理制備了質(zhì)子化g-C3N4(p-g-C3N4)，

2、然后以p-g-C3N4為基底，分別采用超聲化學(xué)法和沉積-沉淀法將p-g-C3N4分別與氧化石墨烯(GO)納米片和Ag/AgCl納米顆粒進(jìn)行復(fù)合制備納米復(fù)合材料。最后采用熱氧化刻蝕法制備了g-C3N4納米片。通過XRD、TEM、XPS、UV-vis和PL等方法對上述材料的結(jié)構(gòu)、微觀形貌以及光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征，并通過可見光照射下降解甲基橙(MO)、鹽酸四環(huán)素(TC)和環(huán)丙沙星（CIP）溶液來評價(jià)樣品的可見光光催化性能。
　　質(zhì)子化研究

3、表明，通過鹽酸處理后的p-g-C3N4具有超薄的層狀結(jié)構(gòu)。與單一g-C3N4相比，p-g-C3N4的光吸收邊緣隨著鹽酸濃度的增加逐漸藍(lán)移，且其光生電子-空穴對的分離效率得到明顯增強(qiáng)，當(dāng)鹽酸濃度為3 mol/L時(shí)，樣品具有最高的可見光光催化性能，在可見光照射2h后對MO溶液的降解率為30.08％。
　　GO/p-g-C3N4納米復(fù)合材料的研究表明，與單一g-C3N4相比，GO/p-g-C3N4納米復(fù)合材料對可見光的吸收能力以及其光生

4、電子-空穴對的分離效率得到明顯增強(qiáng)，當(dāng)HCl濃度為3 mol/L時(shí)，樣品具有最高的可見光光催化性能，其在可見光照射2h后對MO溶液的降解率達(dá)到84.94％;在可見光照射4h后對TC溶液的降解率達(dá)到92.43％。同時(shí)，GO/p-g-C3N4納米復(fù)合材料具有較高的光催化穩(wěn)定性。
　　Ag/AgCl/p-g-C3N4納米復(fù)合材料的研究表明，與單一g-C3N4相比，Ag/AgCl/p-g-C3N4納米復(fù)合材料對可見光的吸收能力以及其光生電

5、子-空穴對的分離效率得到明顯增強(qiáng)，當(dāng)AgNO3的加入量為0.7 mmol時(shí)，樣品具有最高的可見光光催化性能，其在可見光照射1h后對MO溶液的降解率達(dá)到90.37％;在可見光照射2h后對TC和CIP溶液的降解率分別為92.47％和76.06％。同時(shí)，Ag/AgCl/p-g-C3N4納米復(fù)合材料具有較高的光催化穩(wěn)定性。
　　熱氧化刻蝕的研究表明，經(jīng)過熱氧化刻蝕處理后的g-C3N4納米片呈現(xiàn)出一種蓬松的類似聚合物的形貌，與單一g-C3N