石墨相氮化碳（g-C₃N₄）和三氧化鎢（WO₃）是兩種典型的可見光光催化劑,具有易于制備、無毒、穩(wěn)定等優(yōu)點,將兩者進行復(fù)合可以提高光催化活性。對其形貌進行控制、負載光催化助劑,可以更有效的抑制光生電子和空穴的復(fù)合,提高光催化效率。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下:（1）采用熱氧化刻蝕法制備出g-C₃N₄納米片（g-C₃N₄ NS）,借助P123層狀膠束制備出WO₃納米片（WO₃ NS）,通過煅燒制備出不同復(fù)合比的WO₃NS/g-C₃N₄ NS復(fù)合光催化劑。借助XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis DRS、XPS等手段對樣品的結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)進行表征,在模擬太陽光下光催化降解RhB溶液測試其光催化性能,確定WO₃ NS和g-C₃N₄ NS的最佳復(fù)合比是含WO

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

光催化技術(shù)原理

圖 1-2 g-C3N4的三均三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)Fig. 1-2 tri-s-triazine-based connection patterns of g-C3N4于 g-C3N4與石墨具有類似地層狀堆疊結(jié)構(gòu)，受石墨烯的啟發(fā)，研究者用不方法將 g-C3N4剝離成納米片。Zhao 等[105]報道了在異丙醇有機溶劑中，利聲協(xié)助液體剝離的方法將g-C3N4剝離成單原子層的納米片，厚度約為0.5 大提高了比表面積，有效地促進了光生載流子的分離；Xu 等[106]利用濃硫 g-C3N4剝離成厚度約為 0.4 nm 的納米片，在光解水產(chǎn)氫實驗中表明單C3N4比體相 g-C3N4的產(chǎn)氫效率提高 2.6 倍；Niu 等[107]通過簡單的熱氧化刻將體相 g-C3N4剝離成幾個原子層的納米片，其厚度約為 2.33 nm，其產(chǎn)氫比體相 g-C3N4提高 5.44 倍。同時，研究者也設(shè)計出多種 g-C3N4的形貌結(jié)構(gòu)：g-C3N4納米棒、螺旋型 g-C3N4、六角形 g-C3N4和角狀中空介孔超薄 g-C等。Li 等[108]以陽極氧化鋁為模板制備了直徑約為 260 nm 的 g-C3N4納米種結(jié)構(gòu)降低了 HOMO 的位置，提高了 g-C3N4的氧化能力，提高了比表面積光解水產(chǎn)氫和產(chǎn)氧的實驗中產(chǎn)氫和產(chǎn)氧能力均得到了不同程度的提高

2-2 (a)純 g-C3N4NS 的 SEM 圖；(b) WO3NS 樣品的 SEM 圖；(c) 20 wt% WO3NS/g-CS 樣品的 SEM 圖，插圖是對應(yīng)的 EDS 圖；(d) 20 wt% WO3NS/g-C3N4NS 樣品的元素布圖ig. 2-2 (a) SEM images of pure g-C3N4NS, (b) SEM images of WO3NS, (c) SEM image ot% WO3NS/g-C3N4NS. The inset was the corresponding EDS pattern, (d) Elemental mapof 20 wt% WO3NS/g-C3N4NS通過 SEM 測試了 g-C3N4NS、WO3NS 和 20 wt% WO3NS/g-C3N4NS 的形貌，如圖 2-2 所示。從圖 2-2 (a)中可以看到純 g-C3N4NS 的層狀結(jié)構(gòu)，米片表面有典型的褶皺狀起伏，這與文獻報道相一致。圖 2-2 (b)明顯可以 WO3NS 呈現(xiàn)片狀結(jié)構(gòu)，表明在 P123 層狀膠束的約束下，WO3成功合成米片結(jié)構(gòu)，WO3NS 晶體長約 300-500 nm，厚度約 50 nm。圖 2-2 (c)顯示C3N4NS（圖 2-2 (c)中紅圈標(biāo)記）包裹在 WO3NS 外側(cè)，并緊密結(jié)合，良好面接觸將有利于光生載流子的分離。在 EDS 圖（圖 2-2 (c)插圖）和 map圖 2-2 (d)）中均可以檢測到 C、N、W、O（EDS 圖）元素，進一步證明

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本文編號：3007318