光催化技術是一種高效、綠色、節(jié)能的能源獲取方式和環(huán)境污染治理手段,在目前能源短缺和環(huán)境污染嚴重的現(xiàn)狀下具有非常廣闊的發(fā)展前景。本次研究以石墨相氮化碳（g-C₃N₄）為研究對象,針對g-C₃N₄存在的比表面積小,光生電子-空穴對復合嚴重缺點,采用形貌調控和石墨烯復合的方法制備出了mpg-C₃N₄/rGO。采用XRD、FT-IR、TEM、BET、TGA、UV-vis等表征手段對催化劑進行分析,并以甲基橙為模擬污染物對催化劑的光催化活性進行了測定。具體研究內容和成果如下:首先采用硬模板法以單氰胺水溶液為前驅體,膠態(tài)Si O2為模板,采用熱聚合法制備出了介孔石墨相氮化碳（mpg-C₃N₄）。并且在制備過程中通過改變前驅體和模板劑的混合比例、煅燒溫度和保溫時間篩選出了mpg-C₃N₄的最佳制備工藝條件。BET測試結果顯示,相比于直接煅燒前驅體制備的g-C₃N... 

【文章來源】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光催化反應機理Fig.1-1Photocatalysismechanism

g-C3N4具有類似于石墨的層狀結構非金屬半導體，但層間距比石墨略小。 g-C3N4中的 C 和 N 以 sp2 雜化通過σ鍵形成類似于苯環(huán)結構六邊形，并且-C3N4中的 C 和 N 都存在于 Pz軌道孤對電子相互作用形成與苯環(huán)類似的大π，構成高度離域的共軛體系。如圖 2 所示，g-C3N4有兩種可能存在的結構，種是以三嗪環(huán)（C3N3）為結構單元，一種是以 3-s-三嗪環(huán)（C6N7）為結構單元。實際反應中，g-C3N4的結構與前驅體的選擇和制備方法的不同有密切關系。

本章采用瑞士梅特勒 TGA1 型熱重分析儀測試半導體在空氣氛圍下的熱重曲線，考察半導體樣品的熱穩(wěn)定性。光催化活性的測定在反應器中（直徑 8cm，高 4cm 的石英柱狀儀器，下同）加入 50 mL 濃度為 10 mg/L 的甲基橙（methyl orange，以下簡稱 MO）溶液和 25 mg 催化劑，暗處理后將反應器置于 350 W 氙燈下，將另一個相同的反應器加入 1 mol/L 的NaNO2溶液置于上方（濾掉紫外光）。每隔半小時取一次樣，取上清液用分光光度計測量溶液在 465.2 nm 處的吸光度。MO 標準曲線的測定：分別配制濃度為 1、2、4、6、8、10mg/L 的 MO 溶液，用分光光度法測定其吸光度。得出MO 濃度-吸光度標準曲線如圖 2-1 所示。根據(jù)曲線所示，MO 濃度和吸光度的關系式為：C=13.856A+0.0281 式 2-1.2.5

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種石墨相氮化碳/二氧化鈦復合材料催化劑的制備方法[J].   無機鹽工業(yè). 2017(01)
[2]石墨相氮化碳負載釩作為多相催化劑用于苯直接氧化制苯酚（英文）[J]. 王成,胡麗雅,王美銀,任遠航,岳斌,賀鶴勇.  催化學報. 2016(11)
[3]介孔石墨相氮化碳制備及其催化應用研究進展[J]. 王艷環(huán),郭強,姜濤,陳延輝,李健,閆冰.  人工晶體學報. 2016(11)
[4]納米光催化技術在大氣污染治理中的應用[J]. 曹軍驥,黃宇.  科技導報. 2016(17)
[5]介孔氮化碳負載氧化釩催化苯甲醇選擇氧化反應[J]. 尚介坤,王悅,蔣權,許杰,李永昕.  常州大學學報(自然科學版). 2016(04)
[6]g-C3N4/石墨烯復合材料的制備及光催化活性的研究[J]. 尹競,廖高祖,朱冬韻,盧平,李來勝.  中國環(huán)境科學. 2016(03)
[7]石墨相氮化碳雜化提高鉬酸鉍光催化材料降解活性[J]. 周鋒,詹溯.  稀有金屬材料與工程. 2015(S1)
[8]Fe-P共摻雜石墨相氮化碳催化劑可見光下催化性能研究[J]. 馬琳,康曉雪,胡紹爭,王菲.  分子催化. 2015(04)
[9]g-C3N4/rGO雜化催化劑的簡易合成及其對羅丹明B的光催化降解作用（英文）[J]. 原博,魏江霞,胡天嬌,姚海波,蔣振華,方志薇,楚增勇.  催化學報. 2015(07)
[10]基于能帶結構理論的半導體光催化材料改性策略[J]. 王丹軍,張潔,郭莉,申會東,付峰,薛崗林,方軼凡.  無機材料學報. 2015(07)

碩士論文
[1]石墨相氮化碳的表面非共價修飾與聚集度調控研究[D]. 李鑫.內蒙古民族大學 2015



本文編號：3601957