高温煅烧法制备g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料及催化活性研究

采用高温煅烧法制备了不同质量比的g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合半导体光催化材料。通过X射线衍射(XRD)和光致荧光光谱(PL)对样品的结晶性能和发光性能进行表征。发现随着g-C_(3)N_(4)与TiO_(2)的复合使样品的结晶性能下降,晶格结构出现更多的缺陷而导致样品的荧光强度下降。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,在户外太阳光的照射下,研究g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)样品的催化活性。发现由于样品的结晶性下降而在样品表面出现更多陷阱,更有利于捕获从g-C_(3)N_(4)转移到TiO_(2)的电子,而降低了光生载流子的复合率,而提高了g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合半导体光催化材料。

GO/TiO2-g-C3N4纳米复合材料的制备及可见光催化性能

以水热法制备的20%g-C3N4/TiO2(20%为质量分数)为基,将其与不同质量分数的氧化石墨烯(GO)复合制备出可见光催化性能优良的GO/TiO2-g-C3N4三元复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致荧光光谱(PL)、瞬态光电流响应等分析测试手段对样品的结构、形貌和光电性能进行表征。研究了不同质量分数GO的加入对GO/TiO2-g-C3N4在可见光下降解亚甲基蓝(MB)溶液的影响。结果表明:g-C3N4/TiO2与GO复合后,锐钛矿相TiO2颗粒形成小团簇附着在g-C3N4和GO片层表面,且当GO含量为15%时,TiO2形成的团簇最小,对可见光的吸收最多且光生电子-空穴对的复合率最低。可见光照射下,15%GO/TiO2-g-C3N4复合材料对MB的降解率在3 h内可达98.4%,且其降解速率常数(0.0224 min^-1)分别是纯TiO2(0.0015 min^-1)和g-C3N4/TiO2(0.0025 min^-1)的15倍和9倍。