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自然生态环境的污染主要是水体污染、大气污染、土壤污染等。水体环境污染的主要种类物为工业废水中的有机染料、重金属,农业废水中的农药、化肥以及抗生素等。印染废水和抗生素废水具有毒性大,成分复杂,有机污染物浓度高,难以生物降解等显著特点。印染废水和抗生素废水的排放给水体生态环境造成深度污染,极大地危害了人类健康。在业内被一致认为是最难处理的废水之一。光催化技术具有在通常温度下就可以直接利用太阳光作为光源深度驱动反应的特性,与传统污水处理技术相比较,具有无污染,效率高,成本低廉等优点,是深度处理污水地理想技术。类石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新型非金属光催化材料与普遍使用的TiO2光催化材料相比较而言,g-C3N4的禁带宽度~2.7eV,可以吸收太阳光谱中波长小于475的蓝紫光。g-C3N4与TiO2相比较,活化分子氧生成超氧自由基(O2ˉ)的能力更强,成本价格更为低廉。在光催化技术领域有非常好的应用潜能。然而,比表面积较小,电子-空穴对复合快等是g-C3N4存在的不足。可以通过复合改变性能等方式优化的g-C3N4不足,进一步提升g-C3N4的光催化性能。本文基于g-C3N4复合光催化材料制备及光催化性能开展的研究,以期为开发新型高效光催化材料提供理论依据。主要研究内容和结论如下:
1.先分别使用两次煅烧法和水热法制备出了g-C3N4和Bi2O2CO3,然后利用水热法制备出了g-C3N4/Bi2O2CO3复合材料。利用电子显微,X-射线衍射,红外光谱,荧光光谱,光电子能谱,光电化学性能测试等表征手段,对光催化材料进行了形貌,结构,元素成分,光学性质分析。并通过降解兰纳素模拟染料废水,降解氧四环素模拟抗生素废水,研究探讨光催化材料的光催化性能。研究了Bi2O2CO3复合量对g-C3N4/Bi2O2CO3复合材料光催化性能的影响。PL实验证明提高活性的原因是电子空穴复合率的降低。降解染料或抗生素的实验表明,复合材料的光催化性能比g-C3N4或Bi2O2CO3的光催化性能好。当复合材料中g-C3N4所占比例为70%时,材料的光催化性能最佳。通过循环实验表明复合材料的稳定性比较好。
2.首先分别使用煅烧法和水热法制备出g-C3N4,AgInS2,然后利用水热法制备出g-C3N4/AgInS2复合材料。利用电子显微,X-射线衍射,红外光谱,荧光光谱,光电子能谱,光电化学性能测试等表征手段,对光催化材料进行了形貌,结构,元素成分,光学性质的分析。并且通过降解氧四环素等模拟抗生素废水,研究探讨光催化材料的光催化性能。研究了AgInS2复合量对g-C3N4/AgInS2复合材料光催化性能的影响。PL实验证明提高活性的原因是电子空穴复合率的降低。降解抗生素的实验表明,g-C3N4/AgInS2复合材料的光催化性能比g-C3N4或AgInS2的光催化性能好。当复合材料中g-C3N4所占比例为23%时,材料的光催化性能最好。
3.首先使用煅烧法制备出g-C3N4,然后利用搅拌法制备出g-C3N4/PANI复合材料。利用电子显微,X-射线衍射,红外光谱,荧光光谱,光电化学性能测试等表征手段,对光催化材料进行了形貌,结构,光学性质的分析。并且通过降解氧四环素等模拟抗生素废水,研究探讨光催化材料的光催化性能。PL实验证明提高活性的原因是电子空穴复合率的降低。降解抗生素的实验表明,g-C3N4/PANI复合材料的光催化性能比g-C3N4材料或PANI材料的光催化性能好。
1.先分别使用两次煅烧法和水热法制备出了g-C3N4和Bi2O2CO3,然后利用水热法制备出了g-C3N4/Bi2O2CO3复合材料。利用电子显微,X-射线衍射,红外光谱,荧光光谱,光电子能谱,光电化学性能测试等表征手段,对光催化材料进行了形貌,结构,元素成分,光学性质分析。并通过降解兰纳素模拟染料废水,降解氧四环素模拟抗生素废水,研究探讨光催化材料的光催化性能。研究了Bi2O2CO3复合量对g-C3N4/Bi2O2CO3复合材料光催化性能的影响。PL实验证明提高活性的原因是电子空穴复合率的降低。降解染料或抗生素的实验表明,复合材料的光催化性能比g-C3N4或Bi2O2CO3的光催化性能好。当复合材料中g-C3N4所占比例为70%时,材料的光催化性能最佳。通过循环实验表明复合材料的稳定性比较好。
2.首先分别使用煅烧法和水热法制备出g-C3N4,AgInS2,然后利用水热法制备出g-C3N4/AgInS2复合材料。利用电子显微,X-射线衍射,红外光谱,荧光光谱,光电子能谱,光电化学性能测试等表征手段,对光催化材料进行了形貌,结构,元素成分,光学性质的分析。并且通过降解氧四环素等模拟抗生素废水,研究探讨光催化材料的光催化性能。研究了AgInS2复合量对g-C3N4/AgInS2复合材料光催化性能的影响。PL实验证明提高活性的原因是电子空穴复合率的降低。降解抗生素的实验表明,g-C3N4/AgInS2复合材料的光催化性能比g-C3N4或AgInS2的光催化性能好。当复合材料中g-C3N4所占比例为23%时,材料的光催化性能最好。
3.首先使用煅烧法制备出g-C3N4,然后利用搅拌法制备出g-C3N4/PANI复合材料。利用电子显微,X-射线衍射,红外光谱,荧光光谱,光电化学性能测试等表征手段,对光催化材料进行了形貌,结构,光学性质的分析。并且通过降解氧四环素等模拟抗生素废水,研究探讨光催化材料的光催化性能。PL实验证明提高活性的原因是电子空穴复合率的降低。降解抗生素的实验表明,g-C3N4/PANI复合材料的光催化性能比g-C3N4材料或PANI材料的光催化性能好。