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石墨相氮化碳(g-C3N4)能够对可见光产生响应,并且物理化学性质稳定,但由于存在光生电子和空穴对复合率过高等问题,限制了其在实际应用中的光催化性能。为了提高g-C3N4光催化降解有机污染物的性能,以三聚氰胺和九水合硝酸铁为原料制备出铁掺杂石墨相氮化碳(Fe-C3N4)。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(UV-vis)和光致发光光谱(PL)对Fe-C3N4进行表征。结果表明,Fe的掺杂改变了 g-C3N4的能带结构,拓宽了其对可见光的响应范围,抑制了光生电子和空穴对的复合。同时,以Fe-C3N4为催化剂,构建了三种催化体系:Fe-C3N4/草酸、Fe-C3N4多相光芬顿和Fe-C3N4/过硫酸盐类光芬顿体系,在模拟太阳光条件下降解亚甲基蓝。实验结果表明,三种体系中亚甲基蓝在90min内的降解率分别为97.76%、97.91%、94.66%。为了探求各种参数的影响和体系的最佳反应条件,系统地研究了 Fe掺杂量,催化剂投加量,草酸、过氧化氢和过硫酸盐的浓度及pH对体系降解亚甲基蓝的影响。实验结果表明,pH值为3-9时,三种体系对亚甲基蓝均有良好的降解效果。Fe-C3N4能够重复循环使用,三次循环使用后对亚甲基蓝的降解率几乎没有影响,并对使用后的Fe-C3N4进行XRD表征,发现其物相组成没有发生明显变化,表明Fe-C3N4具有良好的稳定性。自由基捕获实验说明,在Fe-C3N4/草酸和Fe-C3N4多相芬顿体系中羟基自由基(COH)是主要活性物种,Fe-C3N4/过硫酸盐体系对亚甲基蓝具有良好的降解效果,主要是由于体系中的羟基自由基(·OH)和超氧自由基(02.-),其次硫酸根自由基(S04.-)和光生空穴也起到一定作用。通过超高效液相色谱-质谱联用仪(HPLC-MS)分析与比较了三种体系中亚甲基蓝的降解中间产物。最后,研究了水体中常见无机离子对三种体系降解亚甲基蓝的影响。结果表明,无机离子对Fe-C3N4/草酸体系和Fe-C3N4/过硫酸盐体系中亚甲基蓝的降解具有抑制作用。在Fe-C3N4多相光芬顿体系中,HC03_对亚甲基蓝的降解具有双重作用,而Cl-、NO3-、A13+、Mg2+和Ca2+均对体系起到抑制作用。