基于g-C 3 N 4 /ZnO納米復(fù)合材料的制備及光催化性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-31 20:45
近年來,隨著光催化技術(shù)的發(fā)展,可見光催化利用太陽能降解污染物成為研究熱點(diǎn),但目前常用的大多數(shù)催化劑只對紫外光響應(yīng),限制了實(shí)際應(yīng)用。石墨相g-C3N4是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型光催化劑,不僅對可見光響應(yīng),還廉價(jià)易得,但其比表面積較小,可見光吸收強(qiáng)度較低,影響了光催化降解率。本文采取簡單的方法對g-C3N4/ZnO進(jìn)行再復(fù)合,制備高效的三相復(fù)合催化劑g-C3N4/ZnO/NiO和g-C3N4/ZnO/Ag,并通過表征分析復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及光化學(xué)吸收特性,以四環(huán)素(TC)廢水為模擬研究對象,探討其光催化降解TC的性能及機(jī)理,具體如下:(1)采用熱縮聚法、沉淀法以及研磨煅燒制備g-C3N4/ZnO/NiO三相復(fù)合催化劑,利用g-C3N4、ZnO和NiO之間形成的Z型異質(zhì)結(jié)和p-n結(jié)構(gòu),有效提高光生電子空穴對的分離。SEM、EDX、XRD、X...
【文章來源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
四環(huán)素結(jié)構(gòu)圖
圖 2 半導(dǎo)體光催化主要反應(yīng)過程[52-54]Figure 2 Semiconductor photocatalysis main reaction process[52-54]2 光催化反應(yīng)的影響因素大量研究發(fā)現(xiàn),光催化技術(shù)在環(huán)境修復(fù)和解決能源短缺問題上具有很高景,但也存在一些問題,如可見光響應(yīng)范圍較窄、太陽能利用率不高以流子復(fù)合較快等問題。這些問題與催化劑自身的特性、環(huán)境體系中存在及污染物的類型密切相關(guān)。1.2.2.1 催化劑的特性催化劑的特性包括半導(dǎo)體的能帶間隙、光生載流子遷移效率和晶型結(jié)構(gòu)[(1)半導(dǎo)體的能帶間隙不同半導(dǎo)體材料的能帶間隙不同,根據(jù)尺寸量化效應(yīng),納米級半導(dǎo)體材與尺寸呈負(fù)相關(guān)。只有滿足輻射光的能量大于或等于帶隙激發(fā)能量時(shí),電子從導(dǎo)帶到價(jià)帶的躍遷,產(chǎn)生光生電子空穴對,且不同半導(dǎo)體產(chǎn)生的
只需滿足相應(yīng)的條件即可制備。但合成方法不同,所得催化劑性能有所差異,從實(shí)際考慮出發(fā),熱縮聚法最為常用。下圖3為熱誘導(dǎo)合成過程及中間產(chǎn)物,由圖可知只有當(dāng)溫度高于525℃時(shí),才會(huì)形成石墨相 g-C3N4,且形成后的產(chǎn)物具有很高的熱穩(wěn)定性,但若繼續(xù)升高溫度至 600℃,g-C3N4會(huì)逐漸升華分解,當(dāng)溫度達(dá)到 700℃后,g-C3N4會(huì)完全分
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]靜電紡Ag/WO3復(fù)合納米纖維及其光催化性能[J]. 魏利娟,張海明,曹靜,張曉慧,張玥,張飚. 發(fā)光學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]牛奶中抗生素的殘留及其檢測方法研究現(xiàn)狀[J]. 秦虹. 甘肅畜牧獸醫(yī). 2018(12)
[3]ZnO/CNTs復(fù)合材料的制備、表征及光催化性能[J]. 潘會(huì),胡軼,兀曉文,胡帥帥,張浩茹. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(24)
[4]碳酸根對四環(huán)素光降解的影響機(jī)理研究[J]. 王魯寧,宋超. 工業(yè)水處理. 2018(12)
[5]依普利酮制藥廢水的混凝預(yù)處理研究[J]. 朱君,張永來. 污染防治技術(shù). 2018(06)
[6]NiO/g-C3N4異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備及可見光降解印染廢水研究[J]. 董茹,陳碧. 印染助劑. 2018(12)
[7]NiO/TiO2復(fù)合納米管的水熱制備及光催化性能[J]. 王竹梅,李月明,廖潤華,沈宗洋,左建林. 光子學(xué)報(bào). 2019(03)
[8]Ag修飾納米氧化鋅的制備及光催化活性分析[J]. 孫悅,王超越,王宏浩,耿忠興,任鐵強(qiáng),王紹猛,薛麗. 人工晶體學(xué)報(bào). 2018(12)
[9]葉綠素分子印跡二氧化鈦的制備及降解效率研究[J]. 何軍輝,姚武,魏永起. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(S2)
[10]水中腐殖酸對阿特拉津光敏降解的影響機(jī)理分析[J]. 孫啟元,張?zhí)旆?王晶晶,王菲鳳. 環(huán)境工程. 2018(11)
博士論文
[1]海藻酸鈉基復(fù)合吸附劑的制備及其在抗生素廢水處理中的性能評價(jià)[D]. 羅鈺.長安大學(xué) 2018
[2]ZnO納米材料的表面修飾及其光電化學(xué)性能研究[D]. 張?jiān)讫?中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所) 2018
[3]石墨相g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能研究[D]. 龔焱.大連理工大學(xué) 2016
[4]四環(huán)素強(qiáng)化生物去除及其在自然水體中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究[D]. 宋超.山東大學(xué) 2016
[5]抗生素廢水的生物毒性與微生物耐藥性及其控制技術(shù)研究[D]. 余忻.清華大學(xué) 2014
碩士論文
[1]g-C3N4改性及其光催化還原Cr(Ⅵ)性能研究[D]. 熊威.安徽理工大學(xué) 2018
[2]磁性納米光催化劑Co2+-Fe3O4/Bi2WO6的制備及其光催化性能研究[D]. 劉鈺玲.西北大學(xué) 2018
[3]零價(jià)鐵PRB復(fù)合二氧化錳去除四環(huán)素的性能研究[D]. 董桂花.山東大學(xué) 2018
[4]Ag/AgCl/ZnBi2O4的制備及其光催化性能的研究[D]. 楊清.安徽理工大學(xué) 2017
[5]Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑的制備及其光催化性能研究[D]. 朱敬林.安徽理工大學(xué) 2016
[6]污染物乙醇胺光催化制氫及無機(jī)陰離子對葡萄糖光催化放氫影響的研究[D]. 尹忠環(huán).南昌大學(xué) 2007
本文編號:3011546
【文章來源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
四環(huán)素結(jié)構(gòu)圖
圖 2 半導(dǎo)體光催化主要反應(yīng)過程[52-54]Figure 2 Semiconductor photocatalysis main reaction process[52-54]2 光催化反應(yīng)的影響因素大量研究發(fā)現(xiàn),光催化技術(shù)在環(huán)境修復(fù)和解決能源短缺問題上具有很高景,但也存在一些問題,如可見光響應(yīng)范圍較窄、太陽能利用率不高以流子復(fù)合較快等問題。這些問題與催化劑自身的特性、環(huán)境體系中存在及污染物的類型密切相關(guān)。1.2.2.1 催化劑的特性催化劑的特性包括半導(dǎo)體的能帶間隙、光生載流子遷移效率和晶型結(jié)構(gòu)[(1)半導(dǎo)體的能帶間隙不同半導(dǎo)體材料的能帶間隙不同,根據(jù)尺寸量化效應(yīng),納米級半導(dǎo)體材與尺寸呈負(fù)相關(guān)。只有滿足輻射光的能量大于或等于帶隙激發(fā)能量時(shí),電子從導(dǎo)帶到價(jià)帶的躍遷,產(chǎn)生光生電子空穴對,且不同半導(dǎo)體產(chǎn)生的
只需滿足相應(yīng)的條件即可制備。但合成方法不同,所得催化劑性能有所差異,從實(shí)際考慮出發(fā),熱縮聚法最為常用。下圖3為熱誘導(dǎo)合成過程及中間產(chǎn)物,由圖可知只有當(dāng)溫度高于525℃時(shí),才會(huì)形成石墨相 g-C3N4,且形成后的產(chǎn)物具有很高的熱穩(wěn)定性,但若繼續(xù)升高溫度至 600℃,g-C3N4會(huì)逐漸升華分解,當(dāng)溫度達(dá)到 700℃后,g-C3N4會(huì)完全分
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]靜電紡Ag/WO3復(fù)合納米纖維及其光催化性能[J]. 魏利娟,張海明,曹靜,張曉慧,張玥,張飚. 發(fā)光學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]牛奶中抗生素的殘留及其檢測方法研究現(xiàn)狀[J]. 秦虹. 甘肅畜牧獸醫(yī). 2018(12)
[3]ZnO/CNTs復(fù)合材料的制備、表征及光催化性能[J]. 潘會(huì),胡軼,兀曉文,胡帥帥,張浩茹. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(24)
[4]碳酸根對四環(huán)素光降解的影響機(jī)理研究[J]. 王魯寧,宋超. 工業(yè)水處理. 2018(12)
[5]依普利酮制藥廢水的混凝預(yù)處理研究[J]. 朱君,張永來. 污染防治技術(shù). 2018(06)
[6]NiO/g-C3N4異質(zhì)結(jié)光催化劑的制備及可見光降解印染廢水研究[J]. 董茹,陳碧. 印染助劑. 2018(12)
[7]NiO/TiO2復(fù)合納米管的水熱制備及光催化性能[J]. 王竹梅,李月明,廖潤華,沈宗洋,左建林. 光子學(xué)報(bào). 2019(03)
[8]Ag修飾納米氧化鋅的制備及光催化活性分析[J]. 孫悅,王超越,王宏浩,耿忠興,任鐵強(qiáng),王紹猛,薛麗. 人工晶體學(xué)報(bào). 2018(12)
[9]葉綠素分子印跡二氧化鈦的制備及降解效率研究[J]. 何軍輝,姚武,魏永起. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(S2)
[10]水中腐殖酸對阿特拉津光敏降解的影響機(jī)理分析[J]. 孫啟元,張?zhí)旆?王晶晶,王菲鳳. 環(huán)境工程. 2018(11)
博士論文
[1]海藻酸鈉基復(fù)合吸附劑的制備及其在抗生素廢水處理中的性能評價(jià)[D]. 羅鈺.長安大學(xué) 2018
[2]ZnO納米材料的表面修飾及其光電化學(xué)性能研究[D]. 張?jiān)讫?中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所) 2018
[3]石墨相g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能研究[D]. 龔焱.大連理工大學(xué) 2016
[4]四環(huán)素強(qiáng)化生物去除及其在自然水體中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究[D]. 宋超.山東大學(xué) 2016
[5]抗生素廢水的生物毒性與微生物耐藥性及其控制技術(shù)研究[D]. 余忻.清華大學(xué) 2014
碩士論文
[1]g-C3N4改性及其光催化還原Cr(Ⅵ)性能研究[D]. 熊威.安徽理工大學(xué) 2018
[2]磁性納米光催化劑Co2+-Fe3O4/Bi2WO6的制備及其光催化性能研究[D]. 劉鈺玲.西北大學(xué) 2018
[3]零價(jià)鐵PRB復(fù)合二氧化錳去除四環(huán)素的性能研究[D]. 董桂花.山東大學(xué) 2018
[4]Ag/AgCl/ZnBi2O4的制備及其光催化性能的研究[D]. 楊清.安徽理工大學(xué) 2017
[5]Ag@AgCl/Bi2WO6催化劑的制備及其光催化性能研究[D]. 朱敬林.安徽理工大學(xué) 2016
[6]污染物乙醇胺光催化制氫及無機(jī)陰離子對葡萄糖光催化放氫影響的研究[D]. 尹忠環(huán).南昌大學(xué) 2007
本文編號:3011546
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