石墨相氮化碳的改性及其对水体中六价铬的光催化还原作用
发布时间：2021-11-16 22:35
铬超标现象存在于我国很多地下水体系中,六价铬可导致多种疾病,如肾、衰竭和肝癌,将六价铬转化为三价铬是重要降铬毒性途径。传统中治理六价铬的方法有物理法、化学法、生物法。但这些传统方法去除率低、成本高、容易造成二次污染,因此研究新型高效的还原六价铬方法迫在眉睫。而光催化技术由于其高效、经济、环保等特点应用于降低六价铬污染当中。利用光催化技术还原六价铬主要有三个过程,最开始是光能被半导体材料激发出来光电子产生了电子-空穴对,然后光电子从价带跃迁到导带,最后导带上的光电子将六价铬还原为三价铬。大多数光催化剂具有毒性并且对可见光利用率低,而石墨型氮化碳（g-C3N4）这种新型的光敏半导体具有有优秀的化学稳定性和卓越的热稳定性,还有它是廉价的,环境友好的,并且可以容易地由几种前驱体制备,例如氨腈,双氰胺,尿素和三聚氰胺,广泛应用于光催化领域。然而,我们在深入研究g-C3N4对六价铬还原效率机理时,发现其光生电荷载体的高复合率也严重影响光催化效率。而氧化石墨烯具有良好的导电性能和一定的吸附性能,与g-C3N4复合后降低了光电子与空穴的复合效率,提高了材料与六价铬的结合率,从而加快了反应速率,本文结合...
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．４实验的技术路线图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ??
?石墨相氮化碳的改性及其对水体中六价铬的光催化还原作用??位点。ｇ－Ｃ３Ｎ４的微观结构如图２．１?（ｃ）所示，ｇ－Ｃ３Ｎ４具有二维层状堆垛状结构、类石??板状结构及不规则的条状或片状结构，表面有轻微褶皱，尺寸大小不一［１５Ｇ］。图２．１??（ｄ）?－?（ｆ）表示ｇ－Ｃ３Ｎ４的透射电镜图像，结果如图所示。图２．１?（ｄ）和（ｅ）显示，??ｇ－Ｃ３Ｎ４呈现层层波浪状结构，的这个结果与ＳＥＭ相二维层状堆垛状结构相符合。从??图２．１?（ｆ）可以看出，ｇ－Ｃ３Ｎ４试样表面有一些细小的孔隙，具有微观孔隙结构，这与??ＢＪＨ分析结果一致??■＿??■Ｂ??图２．１?（ａ）?（ｂ）?（ｃ）表示不同放大倍数下ｇ－Ｃ３Ｎ４的ＳＥＭ图，（ｄ）?（ｅ）?（ｆ）表示在不同放??大倍数下的ｇ－Ｃ３Ｎ４的ＴＥＭ图??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?与?ＢＪＨ?分析??为测定ｇ－Ｃ３Ｎ４比表面积和介孔大小，采用氮气吸附－脱附法测定ｇ－Ｃ３Ｎ４的ＢＥＴ??比表面积和介孔大小
通过固体荧光（ＰＬ）来分析ｇ－Ｃ３Ｎ４的光致产生的电子空穴对的复合分离情况，??荧光强度高的村料其电子空穴对的复合率高，催化活性低，反之亦然。测得材料在??４２０ｎｍ－８００ｎｍ的荧光发射图谱如图２．３?（ａ）所示，材料在２８０ｎｍ－４６０ｎｍ的荧光激发??图谱如图２．３?（ｂ）所示。发射图谱的主峰约为４６０ｎｍ处，激发图谱的主峰约为４２９ｎｍ??处，其中光致电子与
【参考文献】：
期刊论文
[1]钾掺杂石墨相氮化碳光催化性能研究[J]. 郭小峰,马元功,吴启凡,周吕俊,王丽影. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]构建2D-2D TiO2纳米片/层状WS2异质结用以增强可见光响应光催化活性（英文）[J]. 吴勇川,刘中敏,李亚茹,陈继涛,主曦曦,那平. 催化学报. 2019(01)
[3]功能化氧化石墨烯作为药物载体的研究进展[J]. 隋琳,王永利,王立华,庚丽丽,赵鹏慧,成日青. 河北北方学院学报(自然科学版). 2018(05)
[4]表面负载型g-C3N4/TiO2复合催化剂的制备及可见光催化还原Cr（Ⅵ）的性能研究[J]. 李靖,吴海波,张广君,王晓辉,宋明,王绍荣. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2018(01)
[5]空心球形In2O3/ZrO2-TiO2纳米复合材料多模式光催化[J]. 张晶晶,李莉,张鑫悦,周黔龙,郝玉婷. 化学通报. 2017(10)
[6]g-C3N4光催化剂在有机合成中的应用[J]. 戴小强,朱亚波,许孝良,翁建全. 有机化学. 2017(03)
[7]CuS/CdS光催化剂的制备及其光催化性能研究[J]. 邹帅,伏再辉,曾明,周建波. 湖南师范大学自然科学学报. 2016(05)
[8]纳米SnO2光催化剂的制备及其光催化降解海洋柴油污染的研究[J]. 张健,刘海映,季秋忆,尚晓琳,祁昕阳,于晓彩. 大连海洋大学学报. 2016(04)
[9]g-C3N4/石墨烯复合材料的制备及光催化活性的研究[J]. 尹竞,廖高祖,朱冬韵,卢平,李来胜. 中国环境科学. 2016(03)
[10]核桃壳水热炭对六价铬的吸附特性[J]. 张双杰,邢宝林,黄光许,贾建波,徐冰,张效铭,张传祥. 化工进展. 2016(03)
博士论文
[1]磁性耦合氧化石墨烯衍生材料对多元组分中重金属离子的吸附机理研究[D]. 胡新将.湖南大学 2015
硕士论文
[1]g-C3N4的改性及其光催化还原水中六价铬的性能研究[D]. 张青.扬州大学 2016
[2]改性氮化碳材料的制备及其光催化性能的研究[D]. 谢运超.上海理工大学 2014
[3]功能化氧化石墨烯的制备及其在药物传输与磁共振成像上的应用[D]. 王亚培.上海师范大学 2013
[4]功能化石墨烯的制备及其催化应用[D]. 贺晓东.浙江大学 2012
[5]g-C3N4的合成及其光催化研究[D]. 孟雅丽.大连理工大学 2011
[6]二氧化钛/石墨烯复合物的制备及其高效光催化还原Cr（VI）的研究[D]. 陈超.华中科技大学 2011
本文编号：3499685
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．４实验的技术路线图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ??
?石墨相氮化碳的改性及其对水体中六价铬的光催化还原作用??位点。ｇ－Ｃ３Ｎ４的微观结构如图２．１?（ｃ）所示，ｇ－Ｃ３Ｎ４具有二维层状堆垛状结构、类石??板状结构及不规则的条状或片状结构，表面有轻微褶皱，尺寸大小不一［１５Ｇ］。图２．１??（ｄ）?－?（ｆ）表示ｇ－Ｃ３Ｎ４的透射电镜图像，结果如图所示。图２．１?（ｄ）和（ｅ）显示，??ｇ－Ｃ３Ｎ４呈现层层波浪状结构，的这个结果与ＳＥＭ相二维层状堆垛状结构相符合。从??图２．１?（ｆ）可以看出，ｇ－Ｃ３Ｎ４试样表面有一些细小的孔隙，具有微观孔隙结构，这与??ＢＪＨ分析结果一致??■＿??■Ｂ??图２．１?（ａ）?（ｂ）?（ｃ）表示不同放大倍数下ｇ－Ｃ３Ｎ４的ＳＥＭ图，（ｄ）?（ｅ）?（ｆ）表示在不同放??大倍数下的ｇ－Ｃ３Ｎ４的ＴＥＭ图??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?与?ＢＪＨ?分析??为测定ｇ－Ｃ３Ｎ４比表面积和介孔大小，采用氮气吸附－脱附法测定ｇ－Ｃ３Ｎ４的ＢＥＴ??比表面积和介孔大小
通过固体荧光（ＰＬ）来分析ｇ－Ｃ３Ｎ４的光致产生的电子空穴对的复合分离情况，??荧光强度高的村料其电子空穴对的复合率高，催化活性低，反之亦然。测得材料在??４２０ｎｍ－８００ｎｍ的荧光发射图谱如图２．３?（ａ）所示，材料在２８０ｎｍ－４６０ｎｍ的荧光激发??图谱如图２．３?（ｂ）所示。发射图谱的主峰约为４６０ｎｍ处，激发图谱的主峰约为４２９ｎｍ??处，其中光致电子与
【参考文献】：
期刊论文
[1]钾掺杂石墨相氮化碳光催化性能研究[J]. 郭小峰,马元功,吴启凡,周吕俊,王丽影. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]构建2D-2D TiO2纳米片/层状WS2异质结用以增强可见光响应光催化活性（英文）[J]. 吴勇川,刘中敏,李亚茹,陈继涛,主曦曦,那平. 催化学报. 2019(01)
[3]功能化氧化石墨烯作为药物载体的研究进展[J]. 隋琳,王永利,王立华,庚丽丽,赵鹏慧,成日青. 河北北方学院学报(自然科学版). 2018(05)
[4]表面负载型g-C3N4/TiO2复合催化剂的制备及可见光催化还原Cr（Ⅵ）的性能研究[J]. 李靖,吴海波,张广君,王晓辉,宋明,王绍荣. 内蒙古大学学报(自然科学版). 2018(01)
[5]空心球形In2O3/ZrO2-TiO2纳米复合材料多模式光催化[J]. 张晶晶,李莉,张鑫悦,周黔龙,郝玉婷. 化学通报. 2017(10)
[6]g-C3N4光催化剂在有机合成中的应用[J]. 戴小强,朱亚波,许孝良,翁建全. 有机化学. 2017(03)
[7]CuS/CdS光催化剂的制备及其光催化性能研究[J]. 邹帅,伏再辉,曾明,周建波. 湖南师范大学自然科学学报. 2016(05)
[8]纳米SnO2光催化剂的制备及其光催化降解海洋柴油污染的研究[J]. 张健,刘海映,季秋忆,尚晓琳,祁昕阳,于晓彩. 大连海洋大学学报. 2016(04)
[9]g-C3N4/石墨烯复合材料的制备及光催化活性的研究[J]. 尹竞,廖高祖,朱冬韵,卢平,李来胜. 中国环境科学. 2016(03)
[10]核桃壳水热炭对六价铬的吸附特性[J]. 张双杰,邢宝林,黄光许,贾建波,徐冰,张效铭,张传祥. 化工进展. 2016(03)
博士论文
[1]磁性耦合氧化石墨烯衍生材料对多元组分中重金属离子的吸附机理研究[D]. 胡新将.湖南大学 2015
硕士论文
[1]g-C3N4的改性及其光催化还原水中六价铬的性能研究[D]. 张青.扬州大学 2016
[2]改性氮化碳材料的制备及其光催化性能的研究[D]. 谢运超.上海理工大学 2014
[3]功能化氧化石墨烯的制备及其在药物传输与磁共振成像上的应用[D]. 王亚培.上海师范大学 2013
[4]功能化石墨烯的制备及其催化应用[D]. 贺晓东.浙江大学 2012
[5]g-C3N4的合成及其光催化研究[D]. 孟雅丽.大连理工大学 2011
[6]二氧化钛/石墨烯复合物的制备及其高效光催化还原Cr（VI）的研究[D]. 陈超.华中科技大学 2011
本文编号：3499685
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