Bi_(2)WO_(6)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

以尿素、硝酸铋、钨酸钠等为主要原料,在热缩聚法制备g-C_(3)N_(4)的基础上,通过水热法制备Bi_(2)WO_(6)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂。在模拟太阳光照射下,研究Bi_(2)WO_(6)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,复合光催化剂相比于单体光催化剂的性能有显著提高。在Bi_(2)WO_(6)与g-C_(3)N_(4)质量比为2∶1、水热温度为180℃、水热时间为12 h条件下,复合光催化剂的性能最好。光照时间210 min时,甲基橙降解率达到了98.15%,相比于单体Bi_(2)WO_(6)和g-C_(3)N_(4)光催化剂的效率分别提高了25.1%和37.7%,且光催化降解过程符合一级动力学方程。复合光催化剂具有优异的稳定性,经过4次重复性实验,甲基橙降解率仍达到95.17%。

Zr基MOFs材料UiO-66-NH_(2)负载g-C_(3)N_(4)催化剂的制备及光催化性能

通过溶剂热法制备了UiO-66-NH_(2)/g-C_(3)N_(4)催化剂,以甲基橙(MO)染料溶液为模拟污染物,研究可见光照射下UiO-66-NH_(2)/g-C_(3)N_(4)光催化活性和循环使用稳定性。结果表明:UiO-66-NH_(2)均匀地负载在层状g-C_(3)N_(4)表面,UiO-66-NH_(2)与g-C_(3)N_(4)形成Ⅱ型异质结,抑制了光生电子-空穴的复合;当催化剂质量浓度为1.25 g/L时,其对MO的光催化降解率达到了95.6%,催化剂循环使用5次后其对MO的光催化降解率仍达到了85.2%。

Fe掺杂g-C_(3)N_(4)/MoS_(2)复合材料的制备及其光催化性能的研究

利用高温煅烧和水热法以三聚氰胺、钼酸铵和硫脲为原材料制备纳米g-C_(3)N_(4)(GCN)、MoS_(2)及二元负载g-C_(3)N_(4)/MoS_(2)(GCN/MoS_(2))层状材料和Fe掺杂GCN/MoS_(2)的三元(Fe/GCNM)杂化结构的材料。通过SEM、TEM、FT-IR和DRS等表征手段分别对制备的纳米材料的形貌和尺寸、结构进行分析。以甲基橙溶液(MO)为降解目标,用降解MO溶液前后的浓度比值(C/C0)为评价指标,对催化剂的种类和催化剂的用量进行了优化。实验表明,与纯GCN相比,GCN/MoS_(2)和Fe/GCN显著提高了对MO的降解能力,C/C0分别为0.38、0.23和0.17。此外,Fe/GCN的反应速率常数(k)远高于GCN、GCNM和Fe/GCN,这是由于Fe和MoS_(2)与GCN合成促进了光生电子空穴对的分离,提高了其催化性能。

O-C_(3)N_(4)/Ag_(2)O p-n异质结光催化剂增强可见光降解有机物

为降低传统g-C_(3)N_(4)/Ag_(2)O复合光催化剂的制备成本,提高催化效率,通过原位沉积法,以三聚氰胺和β-环糊精为原料,制备了不同质量比的O-C_(3)N_(4)/Ag_(2)O复合光催化剂,并利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、PL、UV-vis等手段分析催化剂的形貌、结构和光学性质。通过考察所制备催化剂在可见光下对甲基橙和诺氟沙星的光降解性能确定其光化学性能。结果表明:O-C_(3)N_(4)/Ag_(2)O复合催化剂的光催化活性较纯g-C_(3)N_(4)、O-C_(3)N_(4)和Ag_(2)O显著提高,质量比为1∶1的O-C_(3)N_(4)/Ag_(2)O的降解性能相对于其他质量比的复合催化剂降解效果更好,其在可见光下照射30 min和90 min后,对甲基橙、诺氟沙星的降解率分别达到90.58%和90.14%;超氧自由基是起主要作用的活性自由基;在O-C_(3)N_(4)/Ag_(2)O异质结光催化体系中,O-C_(3)N_(4)和Ag_(2)O异质结的形成有利于污染物的降解。

CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)/CdSZ型异质结复合物的制备及其光催化降解甲基橙

采用水热法制备了CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)/CdSZ型异质结复合物,并对其进行了光催化降解甲基橙的研究.结果表明:制备所得CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)/CdS复合物具有较大的比表面积,表现出较高的可见光催化降解活性.以Ti_(3)C_(2)为传输介质,CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)/CdSZ型异质结复合物的形成促进了电荷的转移,有效抑制光生载流子的复合,增强了体系的氧化还原降解能力,加速了活性物种的产生,提高了体系对甲基橙的可见光催化降解性能.其中,CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)/CdS1∶3具有高的光催化活性.

C_(3)N_(4)/TiO_(2)对甲基橙的光氧化行为研究

以钛酸四丁酯为钛源,尿素为前驱体,通过超声波法成功制备了C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合物。C_(3)N_(4)/TiO_(2)在可见光下(λ>420nm)条件下,展现了优异的光降解去除甲基橙性能,在实验条件为初始pH=6.0和固液比为0.2g/L,C_(3)N_(4)/TiO_(2)降解甲基橙性能最佳。

Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)复合异质结的制备及催化性能

g-C_(3)N_(4)是一种典型的聚合物半导体,具有优异的热稳定性、化学稳定性,颇具催化应用前景。采用水热法制备了Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)异质结复合材料,通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、FS等手段对样品的组成、形貌、结构和性能进行了表征分析,并模拟了可见光条件下,以甲基橙为降解对象时复合材料的催化性能。结果表明,复合催化剂的异质结结构显著提高了g-C_(3)N_(4)的光催化性能:光照3 h时,Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料(Bi_(2)S_(3)质量分数达到50%)对甲基橙的降解率达到了97.4%,远超Bi_(2)S_(3)的8.9%与g-C_(3)N_(4)的38.6%。对Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)催化机理进行了研究:Bi_(2)S_(3)的加入拓宽了g-C_(3)N_(4)的光吸收范围,与g-C_(3)N_(4)的异质结结构使光生电子-空穴对的分离效率得到了进一步提高,并延长了光生载流子的寿命,进而提高了g-C_(3)N_(4)的光催化性能。