石墨相氮化碳的改性及其對(duì)水體中六價(jià)鉻的光催化還原作用
發(fā)布時(shí)間:2021-11-16 22:35
鉻超標(biāo)現(xiàn)象存在于我國(guó)很多地下水體系中,六價(jià)鉻可導(dǎo)致多種疾病,如腎、衰竭和肝癌,將六價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻是重要降鉻毒性途徑。傳統(tǒng)中治理六價(jià)鉻的方法有物理法、化學(xué)法、生物法。但這些傳統(tǒng)方法去除率低、成本高、容易造成二次污染,因此研究新型高效的還原六價(jià)鉻方法迫在眉睫。而光催化技術(shù)由于其高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特點(diǎn)應(yīng)用于降低六價(jià)鉻污染當(dāng)中。利用光催化技術(shù)還原六價(jià)鉻主要有三個(gè)過(guò)程,最開始是光能被半導(dǎo)體材料激發(fā)出來(lái)光電子產(chǎn)生了電子-空穴對(duì),然后光電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶,最后導(dǎo)帶上的光電子將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。大多數(shù)光催化劑具有毒性并且對(duì)可見光利用率低,而石墨型氮化碳(g-C3N4)這種新型的光敏半導(dǎo)體具有有優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性和卓越的熱穩(wěn)定性,還有它是廉價(jià)的,環(huán)境友好的,并且可以容易地由幾種前驅(qū)體制備,例如氨腈,雙氰胺,尿素和三聚氰胺,廣泛應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。然而,我們?cè)谏钊胙芯縢-C3N4對(duì)六價(jià)鉻還原效率機(jī)理時(shí),發(fā)現(xiàn)其光生電荷載體的高復(fù)合率也嚴(yán)重影響光催化效率。而氧化石墨烯具有良好的導(dǎo)電性能和一定的吸附性能,與g-C3N4復(fù)合后降低了光電子與空穴的復(fù)合效率,提高了材料與六價(jià)鉻的結(jié)合率,從而加快了反應(yīng)速率,本文結(jié)合...
【文章來(lái)源】:中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.4實(shí)驗(yàn)的技術(shù)路線圖??Fig.?1.4?Experimental?technical?roadmap??
?石墨相氮化碳的改性及其對(duì)水體中六價(jià)鉻的光催化還原作用??位點(diǎn)。g-C3N4的微觀結(jié)構(gòu)如圖2.1?(c)所示,g-C3N4具有二維層狀堆垛狀結(jié)構(gòu)、類石??板狀結(jié)構(gòu)及不規(guī)則的條狀或片狀結(jié)構(gòu),表面有輕微褶皺,尺寸大小不一[15G]。圖2.1??(d)?-?(f)表示g-C3N4的透射電鏡圖像,結(jié)果如圖所示。圖2.1?(d)和(e)顯示,??g-C3N4呈現(xiàn)層層波浪狀結(jié)構(gòu),的這個(gè)結(jié)果與SEM相二維層狀堆垛狀結(jié)構(gòu)相符合。從??圖2.1?(f)可以看出,g-C3N4試樣表面有一些細(xì)小的孔隙,具有微觀孔隙結(jié)構(gòu),這與??BJH分析結(jié)果一致??■_??■B??圖2.1?(a)?(b)?(c)表示不同放大倍數(shù)下g-C3N4的SEM圖,(d)?(e)?(f)表示在不同放??大倍數(shù)下的g-C3N4的TEM圖??Fig.2.1?(a)(b)(c)?represents?SEM?of?g-C?N4?at?different?magnifications,(d)(e)(f)?represents?TEM?of??g-〇3N4?at?different?magnification??2.4.1.2?BET?與?BJH?分析??為測(cè)定g-C3N4比表面積和介孔大小,采用氮?dú)馕剑摳椒y(cè)定g-C3N4的BET??比表面積和介孔大小
通過(guò)固體熒光(PL)來(lái)分析g-C3N4的光致產(chǎn)生的電子空穴對(duì)的復(fù)合分離情況,??熒光強(qiáng)度高的村料其電子空穴對(duì)的復(fù)合率高,催化活性低,反之亦然。測(cè)得材料在??420nm-800nm的熒光發(fā)射圖譜如圖2.3?(a)所示,材料在280nm-460nm的熒光激發(fā)??圖譜如圖2.3?(b)所示。發(fā)射圖譜的主峰約為460nm處,激發(fā)圖譜的主峰約為429nm??處,其中光致電子與
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鉀摻雜石墨相氮化碳光催化性能研究[J]. 郭小峰,馬元功,吳啟凡,周呂俊,王麗影. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(01)
[2]構(gòu)建2D-2D TiO2納米片/層狀WS2異質(zhì)結(jié)用以增強(qiáng)可見光響應(yīng)光催化活性(英文)[J]. 吳勇川,劉中敏,李亞茹,陳繼濤,主曦曦,那平. 催化學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]功能化氧化石墨烯作為藥物載體的研究進(jìn)展[J]. 隋琳,王永利,王立華,庚麗麗,趙鵬慧,成日青. 河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(05)
[4]表面負(fù)載型g-C3N4/TiO2復(fù)合催化劑的制備及可見光催化還原Cr(Ⅵ)的性能研究[J]. 李靖,吳海波,張廣君,王曉輝,宋明,王紹榮. 內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[5]空心球形In2O3/ZrO2-TiO2納米復(fù)合材料多模式光催化[J]. 張晶晶,李莉,張?chǎng)螑?周黔龍,郝玉婷. 化學(xué)通報(bào). 2017(10)
[6]g-C3N4光催化劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用[J]. 戴小強(qiáng),朱亞波,許孝良,翁建全. 有機(jī)化學(xué). 2017(03)
[7]CuS/CdS光催化劑的制備及其光催化性能研究[J]. 鄒帥,伏再輝,曾明,周建波. 湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[8]納米SnO2光催化劑的制備及其光催化降解海洋柴油污染的研究[J]. 張健,劉海映,季秋憶,尚曉琳,祁昕陽(yáng),于曉彩. 大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[9]g-C3N4/石墨烯復(fù)合材料的制備及光催化活性的研究[J]. 尹競(jìng),廖高祖,朱冬韻,盧平,李來(lái)勝. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2016(03)
[10]核桃殼水熱炭對(duì)六價(jià)鉻的吸附特性[J]. 張雙杰,邢寶林,黃光許,賈建波,徐冰,張效銘,張傳祥. 化工進(jìn)展. 2016(03)
博士論文
[1]磁性耦合氧化石墨烯衍生材料對(duì)多元組分中重金屬離子的吸附機(jī)理研究[D]. 胡新將.湖南大學(xué) 2015
碩士論文
[1]g-C3N4的改性及其光催化還原水中六價(jià)鉻的性能研究[D]. 張青.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[2]改性氮化碳材料的制備及其光催化性能的研究[D]. 謝運(yùn)超.上海理工大學(xué) 2014
[3]功能化氧化石墨烯的制備及其在藥物傳輸與磁共振成像上的應(yīng)用[D]. 王亞培.上海師范大學(xué) 2013
[4]功能化石墨烯的制備及其催化應(yīng)用[D]. 賀曉東.浙江大學(xué) 2012
[5]g-C3N4的合成及其光催化研究[D]. 孟雅麗.大連理工大學(xué) 2011
[6]二氧化鈦/石墨烯復(fù)合物的制備及其高效光催化還原Cr(VI)的研究[D]. 陳超.華中科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3499685
【文章來(lái)源】:中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.4實(shí)驗(yàn)的技術(shù)路線圖??Fig.?1.4?Experimental?technical?roadmap??
?石墨相氮化碳的改性及其對(duì)水體中六價(jià)鉻的光催化還原作用??位點(diǎn)。g-C3N4的微觀結(jié)構(gòu)如圖2.1?(c)所示,g-C3N4具有二維層狀堆垛狀結(jié)構(gòu)、類石??板狀結(jié)構(gòu)及不規(guī)則的條狀或片狀結(jié)構(gòu),表面有輕微褶皺,尺寸大小不一[15G]。圖2.1??(d)?-?(f)表示g-C3N4的透射電鏡圖像,結(jié)果如圖所示。圖2.1?(d)和(e)顯示,??g-C3N4呈現(xiàn)層層波浪狀結(jié)構(gòu),的這個(gè)結(jié)果與SEM相二維層狀堆垛狀結(jié)構(gòu)相符合。從??圖2.1?(f)可以看出,g-C3N4試樣表面有一些細(xì)小的孔隙,具有微觀孔隙結(jié)構(gòu),這與??BJH分析結(jié)果一致??■_??■B??圖2.1?(a)?(b)?(c)表示不同放大倍數(shù)下g-C3N4的SEM圖,(d)?(e)?(f)表示在不同放??大倍數(shù)下的g-C3N4的TEM圖??Fig.2.1?(a)(b)(c)?represents?SEM?of?g-C?N4?at?different?magnifications,(d)(e)(f)?represents?TEM?of??g-〇3N4?at?different?magnification??2.4.1.2?BET?與?BJH?分析??為測(cè)定g-C3N4比表面積和介孔大小,采用氮?dú)馕剑摳椒y(cè)定g-C3N4的BET??比表面積和介孔大小
通過(guò)固體熒光(PL)來(lái)分析g-C3N4的光致產(chǎn)生的電子空穴對(duì)的復(fù)合分離情況,??熒光強(qiáng)度高的村料其電子空穴對(duì)的復(fù)合率高,催化活性低,反之亦然。測(cè)得材料在??420nm-800nm的熒光發(fā)射圖譜如圖2.3?(a)所示,材料在280nm-460nm的熒光激發(fā)??圖譜如圖2.3?(b)所示。發(fā)射圖譜的主峰約為460nm處,激發(fā)圖譜的主峰約為429nm??處,其中光致電子與
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鉀摻雜石墨相氮化碳光催化性能研究[J]. 郭小峰,馬元功,吳啟凡,周呂俊,王麗影. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(01)
[2]構(gòu)建2D-2D TiO2納米片/層狀WS2異質(zhì)結(jié)用以增強(qiáng)可見光響應(yīng)光催化活性(英文)[J]. 吳勇川,劉中敏,李亞茹,陳繼濤,主曦曦,那平. 催化學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]功能化氧化石墨烯作為藥物載體的研究進(jìn)展[J]. 隋琳,王永利,王立華,庚麗麗,趙鵬慧,成日青. 河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(05)
[4]表面負(fù)載型g-C3N4/TiO2復(fù)合催化劑的制備及可見光催化還原Cr(Ⅵ)的性能研究[J]. 李靖,吳海波,張廣君,王曉輝,宋明,王紹榮. 內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[5]空心球形In2O3/ZrO2-TiO2納米復(fù)合材料多模式光催化[J]. 張晶晶,李莉,張?chǎng)螑?周黔龍,郝玉婷. 化學(xué)通報(bào). 2017(10)
[6]g-C3N4光催化劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用[J]. 戴小強(qiáng),朱亞波,許孝良,翁建全. 有機(jī)化學(xué). 2017(03)
[7]CuS/CdS光催化劑的制備及其光催化性能研究[J]. 鄒帥,伏再輝,曾明,周建波. 湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[8]納米SnO2光催化劑的制備及其光催化降解海洋柴油污染的研究[J]. 張健,劉海映,季秋憶,尚曉琳,祁昕陽(yáng),于曉彩. 大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[9]g-C3N4/石墨烯復(fù)合材料的制備及光催化活性的研究[J]. 尹競(jìng),廖高祖,朱冬韻,盧平,李來(lái)勝. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2016(03)
[10]核桃殼水熱炭對(duì)六價(jià)鉻的吸附特性[J]. 張雙杰,邢寶林,黃光許,賈建波,徐冰,張效銘,張傳祥. 化工進(jìn)展. 2016(03)
博士論文
[1]磁性耦合氧化石墨烯衍生材料對(duì)多元組分中重金屬離子的吸附機(jī)理研究[D]. 胡新將.湖南大學(xué) 2015
碩士論文
[1]g-C3N4的改性及其光催化還原水中六價(jià)鉻的性能研究[D]. 張青.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[2]改性氮化碳材料的制備及其光催化性能的研究[D]. 謝運(yùn)超.上海理工大學(xué) 2014
[3]功能化氧化石墨烯的制備及其在藥物傳輸與磁共振成像上的應(yīng)用[D]. 王亞培.上海師范大學(xué) 2013
[4]功能化石墨烯的制備及其催化應(yīng)用[D]. 賀曉東.浙江大學(xué) 2012
[5]g-C3N4的合成及其光催化研究[D]. 孟雅麗.大連理工大學(xué) 2011
[6]二氧化鈦/石墨烯復(fù)合物的制備及其高效光催化還原Cr(VI)的研究[D]. 陳超.華中科技大學(xué) 2011
本文編號(hào):3499685
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