C3N5光催化剂制备及其可见光下还原Cr(VI)性能和毒性研究

光催化技术能够通过光的激发使光催化剂中光生电子(e-)发生迁移,光催化剂产生e-速度越快,还原污水中重金属的效率越高.本文采用热聚合法,以3-氨基-1,2,4-三唑和特定的六元氮杂环为原料创新制备了C3N5光催化剂,与传统工艺相比,创新制备的C3N5带隙值降低了0.06~0.17 eV.其中,以3-氨基-1,2,4-三唑、三聚氰酸、巴比妥酸和KBr为原料制备的C3N5光催化剂(CN-7)带隙值降低了0.17eV,在366nm的激发波长下,CN-7在450nm发射峰极低,极大地抑制了光生电子-空穴对的复合效率,拥有比其他C3N5更快的e-迁移速度.CN-7在50W LED灯照射下50 min内还原水中Cr(VI)的效率可达99.3%,经过5次循环实验后,对Cr(Ⅵ)的去除率仍然可达96%,且受干扰离子的影响较小,具有良好的稳定性.通过自由基捕获实验证明了反应体系中的主要活性物种为e-.同时,将小白菜种植在含CN-7的水溶液中考察光催化剂本身的毒性,发现植物的生长指标不受其影响,而生理指标显示其对植物的生长有一定的促进作用.本研究为制备C3N5光催化剂提供了一种新的方法,同时,为印染、电镀等污水处理工艺中高效还原Cr(VI)且不产生二次污染物提供了新的方向.