【摘 要】
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目前世界范围内,科技和工业的快速进步带来了高质量的生活水平,大量的污染物进入到水环境中,传统的工艺技术难以将其做到完全的降解。若不及时处理和防治,这些污染物会在环境中不断的积累并进入生态循环中,对人类的生命健康造成威胁。在面对这些难降解污染物时,光催化技术使其演化为小分子至无害化。如今以半导体Ti O2为主的紫外光催化技术已经十分成熟,但是其无法利用可见光是最大的弊端。到达地面的自然光中紫外光能量
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目前世界范围内,科技和工业的快速进步带来了高质量的生活水平,大量的污染物进入到水环境中,传统的工艺技术难以将其做到完全的降解。若不及时处理和防治,这些污染物会在环境中不断的积累并进入生态循环中,对人类的生命健康造成威胁。在面对这些难降解污染物时,光催化技术使其演化为小分子至无害化。如今以半导体Ti O2为主的紫外光催化技术已经十分成熟,但是其无法利用可见光是最大的弊端。到达地面的自然光中紫外光能量占比通常低于5%,有大量的可见光和红外光能量不能够有效利用。近年来,如何有效利用自然光源中的可见光和红外光成为众多光催化研究者的关注点。g-C3N4由于独特的优势成为了多种可见光催化剂中的焦点。为调节g-C3N4中电荷的分布问题,提高催化效率,该研究利用g-C3N4通过构建Ⅱ型和Z型异质结两种方法,降低光生电荷的复合概率,提高可见光利用率。并以抗生素左氧氟沙星、工业染料罗丹明b和亚甲基蓝作为目标污染物对所制备的光催化材料进行评价。主要研究内容如下:(1)利用高温热处理法与原位聚合法相结合的方法,制备了石墨相氮化碳CPVC(聚氯乙烯衍生物)/g-C3N4(石墨相氮化碳)复合光催化剂。当两者的质量比(克)为0.001比1,以及聚氯乙烯的加热温度为120℃时综合光催化能力为最佳。利用矿化试验和循环实验探究了复合材料的矿化能力和可重复使用的稳定能力,并根据能带分析确定了CPVC/g-C3N4的Ⅱ型异质结电子转移路径。DRS和PL结果证明了将CPVC负载与g-C3N4上能够形成异质结构复合材料,延长光生电荷寿命提高可见光催化降解能力。(2)经过二次热剥离获得层状g-C3N4并通过沉淀法制备了Ag3PO4/g-C3N4复合光催化剂。当摩尔比为0.3:1时,复合材料对左氧氟沙星、罗丹明b和亚甲基蓝表现出了最佳催化性能。经矿化试验、循环试验等表明,将Ag3PO4负载于g-C3N4能够有效提升光催化性能。利用自由基捕获试验确定了主要活性物种,并根据能带分析提出了Ag3PO4/g-C3N4复合材料Z型异质结构的作用机制,并对于左氧氟沙星在光催化降解作用下可能生成的产物以及分解途径进行了分析。
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