Z型MoO3/g-C3N4复合催化剂用于可见光降解萘普生的机制研究

使用一种简单的搅拌焙烧方法成功制备了MoO3/g-C3N4复合材料,通过SEM、TEM、XRD、FTIR、UV-vis和PL等技术对材料进行形貌结构和光学性能的表征.结果表明,MoO3与g-C3N4成功复合,使g-C3N4吸收发生红移,扩大了g-C3N4的可见光吸收范围,有效地抑制了光生载流子的复合.以非甾体抗炎药萘普生(NPX)为目标污染物,对MoO3/g-C3N4复合材料的光催化性能进行研究,实验表明光催化剂MoO3/g-C3N4对萘普生的去除率是相同条件下纯g-C3N4的1.75倍.MoO3负载量、pH值、催化剂MoO3/g-C3N4的使用量和NPX的初始浓度等因素的研究表明,3%的MoO3复合量和酸性条件更有利于NPX降解,加大MoO3/g-C3N4的使用量和减少NPX的初始浓度也能加快NPX的降解速率.通过猝灭实验确定了单线态氧和超氧自由基是反应的主要活性物种,ESR测定单线态氧的存在验证了Z型MoO3/g-C3N4降解NPX的机制.

介孔氮化碳光催化降解诺氟沙星的动力学机制

采用一种简单高效的制备方法,利用Si O2为模板制备出具有更高催化活性的介孔氮化碳材料(mpg-C3N4),并通过透视电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附测试(BET)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)对mpg-C3N4的形貌、组成结构进行表征.结果显示,mpg-C3N4表面存在大量直径约12nm的孔状结构,与g-C3N4相比,比表面积大幅度增大,并因此提供了更多的活性位点从而提高其光催化活性.使用紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)对其光电化学性能进行测试.结果表明介孔材料的引入使得氮化碳的吸收光谱发生红移,并降低了光生电子-空穴对复合率,从而提高对可见光利用效率.通过对诺氟沙星(NOR)的降解与吸附实验研究表明,NOR的光催化降解过程符合一级动力学和Langmuir-Hinshelwood动力学模型,而mpg-C3N4对NOR的吸附符合二级动力学,表明NOR的光催化降解主要发生在催化材料的表面且以化学吸附为主.吸附实验表明mpg-C3N4在30min内可以吸附56.78%的NOR,降解实验显示,光解1.5h后,超过90%的NOR可被降解.相比体相g-C3N4,mpg-C3N4表现出良好的吸附性能和光催化性能.pH值影响实验表明pH值约为7.41时达到最佳降解效果,主要归因于药物形态与材料表面电荷作用.淬灭实验表明O2·-和h+是降解体系中的主要活性物质.

掺N碳量子点负载于TiO_2的复合催化剂光解甲芬那酸研究

以水热法成功制备了水溶性较好的N掺杂的碳量子点(NCQDs),并负载于P25制得P25/NCQDs复合材料;通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见光吸收光谱(UV-vis)等对P25/NCQDs复合材料进行形貌、元素和催化活性的表征.结果表明,NCQDs成功附着在P25上面,证实NCQDs的作用既使P25吸收光发生红移,又有效的扩大了P25的吸收光谱范围;催化剂活性实验研究表明P25/NCQDs对甲芬那酸(MEF)的光催化降解速率是同等条件下使用P25的6.4倍;碱性环境下有利于MEF的降解.实验同时研究了P25/NCQDs复合材料对MEF光催化降解的影响机制,通过对电子顺磁共振波谱(EPR)的分析,结果表明羟基是P25/NCQDs所产生的主要活性物质;使用异丙醇作为·OH的捕获剂,得出·OH对MEF降解的贡献率为82.9%.

超薄g-C_3N_4在可见光下协同PDS降解双氯芬酸钠的机理研究

运用一步热聚合法成功制备出二维超薄g-C_3N_4(UCN)纳米片,通过透射电子显微镜、比表面测定仪、紫外可见漫反射光谱、荧光光谱对UCN的形貌及光学性能进行表征,并利用g-C_3N_4对水相中的双氯芬酸钠(DCF)进行了光催化降解实验.结果表明,UCN具有二维超薄纳米片结构,且具有较高的比表面积、较强的可见光吸收能力及空穴-电子转移能力.UCN的光催化活性优于块状g-C_3N_4,过硫酸盐(PDS)的加入对双氯芬酸钠的降解有促进作用,UCN/PDS体系中对双氯芬酸钠降解起主导作用的活性物种为O【math203z】,经过150 min的反应,双氯芬酸钠的矿化率达到78%.双氯芬酸钠在UCN/PDS体系下的光催化降解符合一级动力学规律和Langmuir-Hinshelwood模型,DCF的光催化降解在偏酸和偏碱性的情况下具有较快的反应速率.DCF在河水中的反应速率是超纯水中的3.4倍.循环实验表明,UCN具有很好的光催化稳定性.