多孔管状g-C3N4的制备和改性及其光催化降解罗丹明B性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suntow
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,光催化技术作为有机污染物处理的有效方法备受关注,开发更加高效的光催化剂是促进光催化技术发展的主要策略。石墨相氮化碳(g-C3N4)具有性质稳定、成本低、无毒害、可见光响应等优点而受到广泛关注,但是单纯g-C3N4比表面积小、量子产率低、可见光的响应范围较窄等缺陷限制了其应用。因此,对其进行改性研究使其克服短板,从而提升光催化性能具有重要意义。本文以制备具有较好罗丹明B(RhB)去除效率的g-C3N4光催化剂为目标,通过形貌调控、金属掺杂和助催化剂负载等主流改性策略,对g-C3N4进行修饰,制备出多孔管状g-C3N4以及复合光催化剂,并对其去除Rh B的性能和机理进行了探讨。首先选用不同前驱体在不同焙烧气氛下,通过一步高温固相法,制备g-C3N4材料。其中在Ar气氛下焙烧三聚氰胺和尿素混合物,由于加热过程中尿素转化为氰尿酸,并与三聚氰胺结合形成一维棒状结构的中间体,进一步加热后中间体释放NH3、CO2等气体,最终制得了多孔管状结构的g-C3N4样品(CN)。该结构有利于提供更多的活性位点,从而CN表现出较单一前驱体制备的样品更优的性能。其次,为了进一步调节形貌和禁带宽度,采用简便快捷的掺杂改性方法,在以上基础上引入Bi(NO3)3·5H2O作为铋源,制备了铋掺杂的g-C3N4,认为铋源以Bi3+离子的形式掺杂到g-C3N4中并诱导其发生非晶态转变。当铋源添加量为0.1 g时所制得的样品(0.1BCN)具有增强的多孔管状结构,并且在吸收光谱测量中观察到红移。在相同的实验条件下,0.1BCN光催化剂具有最高的光催化活性,降解Rh B的速率常数是单纯三聚氰胺制备的g-C3N4的26.8倍,并且当反应溶液的p H值为3.02时,在可见光照射下,Rh B可以在20 min内被完全去除。最后,为了促进光生载流子的分离和转移,基于0.1BCN构建了复合材料,(1)盐酸处理0.1BCN,制得了Bi OCl/g-C3N4复合材料,可见光照射50 min后,该光催化剂可去除97.9%的Rh B,并且这证明了0.1BCN适用于含有Cl-的Rh B废水体系。(2)通过溶剂热法将具有氧空位的氧化钨材料(W18O49)引入到铋掺杂的g-C3N4上,制备了WO/BCN复合物。由于W18O49的负电性和局部等离子体共振效应(LSPR)共同作用,该复合材料对Rh B展现出良好的吸附和光催化性能。
其他文献
氯酚类有机物普遍存在于自然界中,是难降解有机污染物中的典型物质,常用于各种化工材料和中间体,由于过量生产含氯有机物,使得这种有毒有害的物质造成越来越严重的污染,从而
智能交通系统是各个国家解决交通事故问题的研究趋势,其中针对智能车辆的研究是智能交通系统研究中最核心的一环,由于机器驾驶能减少驾驶员的操作失误,降低交通事故率的同时也提高了交通通行效率。国内外对智能车辆在弯道上行驶的研究明显低于其在直道上的研究,然而又有研究表明每公里弯道上发生的交通事故数量明显大于在直道上发生的。面对上述问题,本文对智能车辆的弯道换道技术进行了研究。车辆进行换道控制时需要建立动力学
煤炭工业是中国重要的基础能源支柱产业,矿山规模和产能保持着逐年平稳上升。其中,黑岱沟露天煤矿作为国内首个成功应用抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺技术的矿山,目前原煤产量最大
随着地铁运营的网络化发展,大客流逐渐成为地铁日常运营中的常态化现象。地铁车站作为客流组织的重要集散场所,常建于地下,是一个相对封闭的环境,一旦发生事故,很难实现对客
轮边减速器作为装载机、自卸车等大型运输设备的第二级减速机构,常以大承载、轻量化、低噪声和长寿命为设计目标。滚柱活齿传动具有结构紧凑、承载能力高和传动效率高等优点,
立方星是一种体积和形状标准化的微纳卫星,相比于传统大型卫星具有体积小、成本低和研制周期短等优点,引起了各国高校和研究院所的关注。随着立方星发射数量增多而带来的空间
随着国家相关节能政策的提出,建筑节能势在必行。而高校作为我国能源消耗大户,其电耗在我国建筑总能耗中占有重要比例,因此降低高校公共建筑电耗是校园节能的有效途径之一。
随着无人机行业和图像识别技术的飞速发展,无人机以巡航方式采集目标图像信息的现象越来越普遍,图像识别技术日新月异,通过无人机进行远距离目标图像的识别已经成为未来发展
航空煤油凝胶是在航空煤油中加入胶凝剂后形成的,具有稳定结构,相比航空煤油有不易泄漏及挥发,并且可以通过添加含能颗粒进一步增加能量密度的优势,在航空航天领域中有较高的
硒是生命体必需的微量元素,对生命体健康有着极其重要的作用,但浓度稍高即产生毒害作用。通常含硒矿山废水都含有镉等重金属,对人和动物的健康威胁极大。为了保护人与其他生