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g-C_3N_4及其復合材料的制備及光降解性能的研究

【摘要】：本論文考察了g-C3N4及復合材料的制備和表征,并研究了在可見光或紫外光下降解甲基橙(MO)的性能。石墨型碳氮化合物(g-C3N4)具有可以吸收太陽能、化學性質(zhì)和光學性質(zhì)穩(wěn)定、有合適的氧化電勢等優(yōu)良性質(zhì),因此受到研究工作者越來越廣泛的關注。以三聚氰胺、尿素、雙氰胺等富氮有機物為前驅(qū)體就可以制備g-C3N4。目前,盡管制備碳氮化合物(g-C3N4)的方法有許多種,但是比較簡單的能大規(guī)模合成g-C3N4的方法還需要進一步的探索研究。以納米半導體材料為催化劑,利用太陽能綠色技術,直接光催化分解水和降解有機污染物具有廣泛的應用前景。但是由于單一半導體材料的光生電子-空穴對具有較高的復合率和對光的利用率低,導致其光催化效率會較低。為了克服單一半導體材料的這些缺點,增強催化劑對光的吸收范圍和抑制光生電子-空穴對的復合效率,并提高其光催化效率已經(jīng)成為納米半導體復合材料的研究熱點。本文主要利用簡單的機械混合法和一步焙燒法制備了g-C3N4-NiO、g-C3N4-Zn0和g-C3N4-La2O3催化劑,并通過FT-IR、BET、XRD、SEM、PL等多種手段對催化劑進行了表征,并在紫外光或可見光下降解MO來評價催化劑的光催化活性,同時考察了制備方法和g-C3N4的加入量對催化劑光降解效率的影響。通過實驗,我們得出下面的結論：(1)制備方法和g-C3N4的加入量是影響催化劑活性的兩個主要因素,機械混合法制備的催化劑的活性低于經(jīng)過焙燒以后制備的催化劑活性,這由實驗g-C3N4和

g-C3N4-Zn0可以得到證實。(2)以不同前驅(qū)體制備的催化劑g-C3N4-NiO、g-C3N4-Zn0和g-C3N4-La203在可見光或紫外光下降解MO,實驗結果表明隨著g-C3N4的復合量的增加催化劑的光降解效率是先增大后降低。(3)將密胺和NiO機械混勻,在半封閉狀態(tài)下經(jīng)焙燒制得催化劑g-C3N4-NiO,其中g-C3N4-NiO-2的降解效率最高；將用尿素和ZnO機械混勻,在半封閉狀態(tài)下經(jīng)焙燒制得的系列催化劑g-C3N4-Zn0,其中g-C3N4-Zn0-5.6的降解效果是最好的；由尿素制備的g-C3N4和La2O3進行機械混合制備的催化劑g-C3N4-La2O3,當La2O3/g-C3N4-3時的催化活性最好�！娟P鍵詞】：G-C_3N_4金屬氧化物光催化甲基橙(MO)

??【學位授予單位】：山西大學

??【學位級別】：碩士

??【學位授予年份】：2013

??【分類號】：O643.36

??【目錄】：中文摘要10-12ABSTRACT12-14第一章文獻綜述14-361.1g-C_3N_4概述14-171.1.1g-C_3N_4的發(fā)展14-161.1.2g-C_3N_4的基本性質(zhì)16-171.2g-C_3N_4及摻雜物的形成及應用17-281.2.1g-C_3N_4及摻雜物的形成17-251.2.1.1g-C_3N_4的形成17-191.2.1.2介孔g-C_3N_4的形成19-231.2.1.3g-C_3N_4摻雜物的形成23-251.2.2g-C_3N_4及其摻雜物的應用25-281.3選題的研究意義和內(nèi)容28-29參考文獻29-36第二章實驗材料、設備及測試方法36-382.1實驗試劑362.2實驗儀器與設備362.3表征方法36-38第三

章g-C_3N_4/NiO的制備及可見光降解性能的研究38-463.1催化劑的制備38-393.1.1g-C_3N_4的制備38-393.1.2g-C_3N_4/NiO的制備393.2光催化實驗39-403.3結果與討論40-433.3.1不同焙燒溫度制備的催化劑g-C_3N_4的降解性能40-413.3.1.1樣品的XRD分析40-413.3.1.2光降解性能的比較413.3.2g-C_3N_4/NiO復合比對催化劑活性的影響41-433.3.2.1樣品的XRD分析41-423.3.2.2樣品的FT-IR分析42-433.3.2.3光降解性能的比較433.4結論43參考文獻43-46第四章g-C_3N_4/ZnO的制備及可見光降解性能的研究46-544.1催化劑的制備46-474.1.1g-C_3N_4的制備46-474.1.2g-C_3N_4/ZnO的制備474.2光催化實驗474.3結果與討論47-524.3.1制備方法對催化劑性能的影響47-504.3.1.1樣品的BET分析47-484.3.1.2樣品的XRD分析484.3.1.3樣品的FT-IR分析48-494.3.1.4樣品的SEM分析49-504.3.1.5光降解性能的比較504.3.2尿素/ZnO以不同比例制備的催化劑的降解性能50-524.3.2.1樣品的PL分析50-514.3.2.2光降解性能的比較51-524.4結論52參考文獻52-54第五章g-C_3N_4/La_2O_3復合材料的制備及其光催化性能的研究54-625.1催化劑的制備54-565.1.1g-C_3N_4的制備54-565.1.2g-C_3N_4/La_2O_3的制備565.2光催化實驗565.3結果與討論56-595.3.1催化劑的表征56-585.3.1.1樣品的XRD分析56-575.3.1.2樣品的FT-IR分析57-585.3.2光降解性能的比較58-595.3.2.1不同制備方法對催化劑降解性能的影響58-595.3.2.2g-C_3N_4/La_2O_3復合比對光降解性能的影響595.4結論59-60參考文獻60-62第六章總結與展望62-646.1總

結和創(chuàng)新點626.2展望62-64致謝64-66個人簡況66碩士期間發(fā)表論文情況66-70 本論文購買請聯(lián)系頁眉網(wǎng)站。

  本文關鍵詞：g-C_3N_4及其復合材料的制備及光降解性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。