【摘 要】
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当前,有机污染物造成的水污染问题亟待解决,作为典型的有机水体污染物,染料因其毒性高、色度强、难以生物降解而被广泛研究。与传统技术相比,光催化技术能耗低、反应条件温和、无二次污染,是环境治理领域最有应用前景的技术之一,作为新型的光催化剂,石墨相氮化碳(g-C3N4)与钨酸铋(Bi2WO6)的制备过程简单、化学性质稳定、禁带宽度适宜,广泛应用于光催化领域,研究人员为弥补单一光催化剂效率低的缺陷,开始对
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当前,有机污染物造成的水污染问题亟待解决,作为典型的有机水体污染物,染料因其毒性高、色度强、难以生物降解而被广泛研究。与传统技术相比,光催化技术能耗低、反应条件温和、无二次污染,是环境治理领域最有应用前景的技术之一,作为新型的光催化剂,石墨相氮化碳(g-C3N4)与钨酸铋(Bi2WO6)的制备过程简单、化学性质稳定、禁带宽度适宜,广泛应用于光催化领域,研究人员为弥补单一光催化剂效率低的缺陷,开始对g-C3N4和Bi2WO6进行改性研究,以提升其光催化性能。本学位论文以g-C3N4和Bi2WO6作为基底材料,通过与其他材料复合构成异质结的方式,提升光催化活性。利用相关表征手段对材料进行综合分析,通过降解有机染料罗丹明B(Rh B)测定材料的光催化活性,并利用自由基捕获实验探究光催化反应机理,本论文主要的研究内容及结论如下:1.以g-C3N4为基材,通过水热法和原位沉淀法合成WO3/g-C3N4复合材料,结果表明四种不同质量比的复合物中,20%WO3/g-C3N4复合材料对Rh B降解效果最好,光照100min后,降解率为86.13%,WO3与g-C3N4之间构成Z型异质结,·O2-和h+起到主要的光催化作用。2.以Bi2WO6为基材,采用具有良好可见光吸收性能的导电聚合物聚苯胺(PANI)对Bi2WO6进行改性,制备PANI/Bi2WO6复合材料。结果表明PANI的加入使复合材料对可见光的吸收性能明显提升。光照40min后,10%PANI/Bi2WO6复合材料对Rh B的降解率为89.35%,降解过程中·O2-和h+起到主要作用,PANI和Bi2WO6之间形成Z型异质结。3.在前两章的研究基础上,将WO3/g-C3N4复合材料与Bi2WO6进一步耦合,通过原位沉淀法制备了三元复合材料WO3/g-C3N4/Bi2WO6。结果表明三元复合材料为花簇状纳米片层结构,比表面积明显增加,30%W/g/Bi复合材料的降解率最高,光照40min,降解率达到97.20%,·O2-和h+起到主要光催化降解的作用,且WO3、g-C3N4、Bi2WO6三种物质之间构成双Z型异质结,光生载流子在WO3、g-C3N4和Bi2WO6之间有效传输。
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