铁掺杂类石墨相氮化碳类芬顿/光催化氧化作用机制

采用热聚合法制备并优化了不同铁掺杂比的铁掺杂类石墨相氮化碳(Fe-g-C3N4)类芬顿光催化剂,铁元素可完全掺杂进入类石墨相氮化碳(g-C3N4)结构中并组成Fe—N配位键,最佳的Fe掺杂比为10%(质量分数)。Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解速率和降解率均远高于g-C3N4的,反应10 min时降解率已达到87.9%,反应过程中起主要作用的活性基团为羟基自由基,超氧自由基和空穴电子也有一定作用。在pH值为3~9范围内,Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解率均高于90%,大幅度拓宽了适用范围;H2O2的投加量会显著影响Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化的降解效能,H2O2最佳投量范围为1.0~1.5 mmol/L。

Fe掺杂g-C_(3)N_(4)光催化活化过硫酸钠降解偶氮染料

以硝酸铁为铁源,通过浸渍法制备Fe-C_(3)N_(4)复合材料。采用FT-IR对Fe-C_(3)N_(4)材料进行了表征分析。结果表明,Fe掺杂不改变g-C_(3)N_(4)的骨架结构,可以增加g-C_(3)N_(4)材料的光催化性能。以橙黄II为目标污染物,在可见光下Fe-C_(3)N_(4)催化活化过硫酸钠降解偶氮染料,考察了过硫酸钠物质的量、Fe-C_(3)N_(4)质量浓度、橙黄II质量浓度及pH对降解效果的影响,并对反应进行了动力学研究,分析了所制备的催化材料的稳定性。结果表明,在Fe-C_(3)N_(4)质量浓度为2.0 g/L、过硫酸钠与污染物物质的量比为1200∶1和pH=3的条件下,降解效果最好,降解率为77.8%;Fe-C_(3)N_(4)/过硫酸钠体系对偶氮染料的降解满足准二级动力学方程;Fe-C_(3)N_(4)材料具有可重复利用性。