g-C 3 N 4 /TiO 2 和g-C 3 N 4 /Bi 2 O 3 /TiO 2 纳米管的制备及光电催化降解污染
发布时间：2021-07-06 08:01
Ti02半导体光催化剂在治理环境污染和解决能源短缺方面受到许多研究者的关注。由于TiO2不能利用太阳光中43%的可见光,因此本文着眼于制备可见光响应型的Ti02纳米管。采用浸渍提拉法制备g-C3N4/TiO2-NTs复合电极,结果表明g-C3N4成功负载在Ti02纳米管（TiO2-NTs）电极上,并且用三聚氰胺烧制的g-C3N4/TiO2-NTs比用尿素烧制的g-C3N4/TiO2-NTs的光电流密度大。光电性能测试表明,g-C3N4/TiO2-NTs在紫外-可见光光照下能使光生电子-空穴对分离加速,有利于光电催化性能的提高。然后在Cr（Ⅵ）/有机污染物共存体系,研究了g-C3N4/TiO2-NTs电极在紫外-可见光光照下光电催化的效果,考察了Cr（Ⅵ）/苯酚共存体系中电催化、光催化、光电催化三种不同催化方式的降解,发现光电催化的效果最佳。而后考察了不同体系、外加偏压、溶液初始pH值、初始浓度等因素对g-C3N4/TiO2-NTs电极处理污染物的效果,结果表明：g-C3N4/TiO2-NTs电极在外加偏压为3V, pH=3,10mg/L Cr（Ⅵ）和10mg/L苯酚的Cr（Ⅵ）/苯酚共...
【文章来源】：浙江工商大学浙江省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体光催化电子激发及迁移过程机理图
得到电解2 h后的铁片，用提拉法提拉分别溶有以尿素烧制的g-C3N4和三聚氰胺的烧制的g-C3N4乙二醇溶液，提拉lOmin，重复3次，共30iTiin，如图2-1所示；5)最后，将制得的样品在马弗炉里以2"C/min升温到400"C后，恒温退火处理1 h,分别得到以尿素为前驱体的g-C3N4/Ti02-NTs电极和以三聚氰胺为前驱体的g-C3N4/Ti02-NTs 电极。 1 I 8-3>'4^ ,, TiOrNTs ,- 乙 Z提拉法图2-1实验步骤流程图Fig. 2-1 The figure of experimental procedures2.2.4 g-C3N4/Ti02纳米管的表征电极的形貌采用Hitachi S-4700丨丨型场发射扫描电子显微镜（FE-SEM, HitachiS-4700 II)测定，同时运用X射线能谱仪（EDX, EDAX Analyzer DPP-II)分析确定复合结构中对应元素含量。电极表面物相采用Rigaku D/max 2550PC型X射线衍射仪（XRD)分析，以Cu Ka福射。BET比表面积和空隙采用TriStar II 3020在77 K温度下N2吸附测定。2.2.5 g-C3N4/Ti02纳米管光电化学性能研究电极的光电化学性能测试在三电极体系中进行，分别采用制备的电极（1cm2)、Pt片及Ag/AgCl电极作为工作电极、对电极和参比电极。采用CHI 660D型电化学工作站进行线性扫描伏安曲线（LSVs)、交流阻抗谱（EIS)测试、Mott-Schottky(M-S)曲线测试。所有的测试均在室温下进行，以氣灯为外照光源，强度大约为丨27mW/cm2。其中，线性扫描伏安曲线测试的电解液为0.1 M Na2S04和0.1 M Na2S03的混合溶液（pH 10.5)。交流阻抗谱的频率范围为10_2-105 Hz,振幅为5mV
并与Ti02-NTs做空白比较,如图2-5所示。从图中可知，在0.35 V (vs Ag/用三聚氰胺烧制的g-C3N4/TiCb-NTs复合电极的光电流大约为Ti02-N，而用尿素制得的g-C3N4/Ti02-NTs复合电极的光电流略高于Ti02-别。同时我们看到，随着电压的增加，光生电子-空穴对的分离增强，逐步趋于平缓。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2光催化联合技术降解苯酚机制及动力学[J]. 张轶,黄若男,王晓敏,王齐,丛燕青. 环境科学. 2013(02)
[2]负载型TiO2光电催化降解孔雀石绿的动力学研究[J]. 张小娜,周少奇,周晓. 环境科学. 2013(01)
[3]Fe2O3/TiO2纳米管的制备及其光电催化降解染料废水性能[J]. 丛燕青,李哲,张轶,王齐,徐谦,伏芳霞. 催化学报. 2012(08)
[4]TiO2纳米管阵列光电催化氧化处理氨氮废水[J]. 李丹丹,刘中清,颜欣,郑剑,刘旭. 无机化学学报. 2011(07)
[5]锰砂催化电化学方法对染料K2G脱色效果的研究[J]. 刘会娟,曲久辉,雷鹏举. 环境化学. 2002(01)
[6]染料化合物光催化氧化降解中氮元素行为分析[J]. 田春荣,王怡中,胡春. 环境化学. 2001(01)
[7]印染废水水质特征及处理技术综述[J]. 戴日成,张统,郭茜,曹健舞,蒋勇. 给水排水. 2000(10)
[8]TiO2膜太阳光催化氧化法处理毛纺染整废水[J]. 孙尚梅,康振晋,魏志仿. 化工环保. 2000(01)
[9]TiO2光催化降解亚甲基蓝影响因素的考察[J]. 史载锋,范益群,徐南平. 海南师范学院学报(自然科学版). 2000(01)
本文编号：3267854
【文章来源】：浙江工商大学浙江省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体光催化电子激发及迁移过程机理图
得到电解2 h后的铁片，用提拉法提拉分别溶有以尿素烧制的g-C3N4和三聚氰胺的烧制的g-C3N4乙二醇溶液，提拉lOmin，重复3次，共30iTiin，如图2-1所示；5)最后，将制得的样品在马弗炉里以2"C/min升温到400"C后，恒温退火处理1 h,分别得到以尿素为前驱体的g-C3N4/Ti02-NTs电极和以三聚氰胺为前驱体的g-C3N4/Ti02-NTs 电极。 1 I 8-3>'4^ ,, TiOrNTs ,- 乙 Z提拉法图2-1实验步骤流程图Fig. 2-1 The figure of experimental procedures2.2.4 g-C3N4/Ti02纳米管的表征电极的形貌采用Hitachi S-4700丨丨型场发射扫描电子显微镜（FE-SEM, HitachiS-4700 II)测定，同时运用X射线能谱仪（EDX, EDAX Analyzer DPP-II)分析确定复合结构中对应元素含量。电极表面物相采用Rigaku D/max 2550PC型X射线衍射仪（XRD)分析，以Cu Ka福射。BET比表面积和空隙采用TriStar II 3020在77 K温度下N2吸附测定。2.2.5 g-C3N4/Ti02纳米管光电化学性能研究电极的光电化学性能测试在三电极体系中进行，分别采用制备的电极（1cm2)、Pt片及Ag/AgCl电极作为工作电极、对电极和参比电极。采用CHI 660D型电化学工作站进行线性扫描伏安曲线（LSVs)、交流阻抗谱（EIS)测试、Mott-Schottky(M-S)曲线测试。所有的测试均在室温下进行，以氣灯为外照光源，强度大约为丨27mW/cm2。其中，线性扫描伏安曲线测试的电解液为0.1 M Na2S04和0.1 M Na2S03的混合溶液（pH 10.5)。交流阻抗谱的频率范围为10_2-105 Hz,振幅为5mV
并与Ti02-NTs做空白比较,如图2-5所示。从图中可知，在0.35 V (vs Ag/用三聚氰胺烧制的g-C3N4/TiCb-NTs复合电极的光电流大约为Ti02-N，而用尿素制得的g-C3N4/Ti02-NTs复合电极的光电流略高于Ti02-别。同时我们看到，随着电压的增加，光生电子-空穴对的分离增强，逐步趋于平缓。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2光催化联合技术降解苯酚机制及动力学[J]. 张轶,黄若男,王晓敏,王齐,丛燕青. 环境科学. 2013(02)
[2]负载型TiO2光电催化降解孔雀石绿的动力学研究[J]. 张小娜,周少奇,周晓. 环境科学. 2013(01)
[3]Fe2O3/TiO2纳米管的制备及其光电催化降解染料废水性能[J]. 丛燕青,李哲,张轶,王齐,徐谦,伏芳霞. 催化学报. 2012(08)
[4]TiO2纳米管阵列光电催化氧化处理氨氮废水[J]. 李丹丹,刘中清,颜欣,郑剑,刘旭. 无机化学学报. 2011(07)
[5]锰砂催化电化学方法对染料K2G脱色效果的研究[J]. 刘会娟,曲久辉,雷鹏举. 环境化学. 2002(01)
[6]染料化合物光催化氧化降解中氮元素行为分析[J]. 田春荣,王怡中,胡春. 环境化学. 2001(01)
[7]印染废水水质特征及处理技术综述[J]. 戴日成,张统,郭茜,曹健舞,蒋勇. 给水排水. 2000(10)
[8]TiO2膜太阳光催化氧化法处理毛纺染整废水[J]. 孙尚梅,康振晋,魏志仿. 化工环保. 2000(01)
[9]TiO2光催化降解亚甲基蓝影响因素的考察[J]. 史载锋,范益群,徐南平. 海南师范学院学报(自然科学版). 2000(01)
本文编号：3267854
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