MIL-53(Fe)/g-C_(3)N_(4)复合材料可见光催化活化过一硫酸盐去除水中罗丹明B的效能及机理

利用溶剂热法成功制备了绿色高效、稳定性好的可见光催化复合材料MIL-53(Fe)/g-C_(3)N_(4),采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光光谱(PL)和X射线光电子价带能谱(VBXPS)等手段表征了复合材料的形貌、结构和光催化性能,研究了MIL-53(Fe)/g-C_(3)N_(4)复合材料可见光催化活化过一硫酸盐(PMS)去除水中有机污染物罗丹明B(RhB)的效能和反应机理。结果表明:MIL-53(Fe)和g-C_(3)N_(4)复合后形成了异质结,减小了电子-空穴复合概率;复合材料拥有更窄的禁带宽度和更宽的光响应范围,从而加速了PMS的活化;当MIL-53(Fe)∶g-C_(3)N_(4)复合摩尔比例为3.5∶1时,MIL-53(Fe)/g-C_(3)N_(4)/PMS/Vis体系能够在50 min内完全去除50 mg/L的RhB;随着催化剂/PMS投加量的增加,RhB的去除效果显著提高;该体系在pH=3~9范围内对RhB均有优异的去除效能;无机阴离子HCO_(3)^(-)能够促进RhB的去除,而HPO_(4)^(-)有明显的抑制效果;复合材料光催化协同活化PMS产生h^(+)、HO·、SO_(4)·、O_(2)·、^(1)O_(2)多种活性物种,它们共同作用,从而提高了水中有机污染物RhB的去除效果。

BiOI/g-C_(3)N_(4)/NH_(2)-MIL-53(Fe)三元异质结光催化剂的合成与性能研究

半导体光催化技术是解决能源危机和环境污染的有效手段。作者采用一步溶剂热法制备了Bi OI/g-C_(3)N_(4)/NH_(2)-MIL-53(Fe)三元异质结催化剂。以X射线衍射、扫描电子显微镜等表征方法对样品进行分析,以双酚S为目标污染物考察了催化剂的光催化性能,以自由基捕获实验得出·OH、h^(+)和·O_(2)^(-)在降解过程中均发挥强氧化作用,并基于催化剂光芬顿性能研究以及半导体能带结构,提出其催化光芬顿反应的可能的机理。

MoS_(2)@2Br-MIL-53(Fe)@g-C_(3)N_(4)三元复合物的制备及光芬顿降解RhB

采用简单的水热法制备了光芬顿催化剂MoS_(2)@2Br-MIL-53(Fe)@g-C_(3)N_(4)。通过XRD、SEM、FT-IR、XPS、EIS、UV-Vis等对其进行表征,研究了MoS_(2)和g-C_(3)N_(4)的引入对2Br-MIL-53(Fe)的晶体结构、形貌、组成及催化活性的影响。探究了H_(2)O_(2)用量、RhB初始浓度、催化剂用量和初始RhB溶液pH对催化性能的影响。结果表明,在H_(2)O_(2)浓度为5 m M,RhB溶液浓度为10 mg/L,催化剂浓度为0.1 g/L以及pH=4的最佳反应条件下,MoS_(2)@2Br-MIL-53(Fe)@g-C_(3)N_(4)在40 min对RhB的降解效率为93.7%。自由基捕获实验表明,RhB降解体系中e-起主要作用,并给出了可能的光芬顿降解RhB的反应机理。

响应曲面法优化g-C3N4/MIL-100(Fe)光催化性能研究

采用水热合成法制备了不同质量比的g-C_(3)N_(4)/MIL-100(Fe)复合光催化剂,利用XRD、SEM等方法对复合光催化剂进行了表征。在单因子实验的基础上,以亚甲基蓝溶液的降解率为响应因子,应用响应曲面法(RSM)对影响光催化亚甲基蓝(MB)降解率的主要因素进行了优化。创建了g-C_(3)N_(4)/MIL-100(Fe)光催化降解亚甲基蓝的二次多项式模型,并用响应面法进行优化。结果表明:在单因子实验中复合比例是对降解率影响较大的一项。初始质量浓度及复合比例的交互作用对亚甲基蓝的降解率影响最显著。模型预测最优条件为:初始质量浓度为9.37 mg·L^(-1)、pH=13、复合比例为1.43,在该条件下亚甲基蓝溶液的降解率最高为87.99%。