石墨相氮化碳及钴掺杂石墨相氮化在环境光催化中的应用研究
发布时间：2024-01-31 04:29
石墨相氮化碳(g-C3N4)是七嗪环的稳定结构,组成成分是地球含量丰富的C和N元素,因此具有诸多优点如原料丰富、经济价廉、化学结构稳定、热稳定性高、无毒性、中等带隙宽度(Eg=2.7 eV)等。在环境光催化领域有诸多应用如光催化水分解制氢、还原二氧化碳制有机物、降解污染物、细菌消毒等。本文通过制备g-C3N4以及钴掺杂的g-C3N4(Co-g-C3N4)作为光驱动催化材料,研究了纯g-C3N4催化还原无机污染物(六价铬)和催化氧化有机污染物(磺胺异恶唑)的效果,以及Co-g-C3N4作为非均相催化剂催化类芬顿反应降解染料类有机污染物。本研究,将以维生素B12作为钴源负载g-C3N4材料应用于环境催化领域,负载的钴原子的催化活性中心具有常规纳米催化无法比拟的优势。具有原子经济性好、催化...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 我国水资源的现状
1.2 废水中的重金属和有机污染
1.2.1 重金属污染物
1.2.2 有机污染物
1.3 污水处理技术
1.3.1 物理化学法
1.3.2 电化学法
1.3.3 高级氧化法
1.3.3.1 Fenton氧化
1.3.3.2 臭氧化
1.3.3.3 等离子体氧化
1.3.3.4 光催化
1.4 石墨相氮化碳(g-C3N4)
1.4.1 石墨相氮化碳的结构及性质
1.4.2 石墨相氮化碳材料的掺杂
1.4.2.1 非金属掺杂
1.4.2.2 金属掺杂
1.5 课题研究的意义和思路
第二章 石墨相氮化碳光辅助催化六价铬还原(阴)和磺胺异恶唑氧化(阳)降解的机理探究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 样品表征和分析方法
2.2.4 光催化剂的制备
2.2.5 催化还原六价铬实验
2.2.6 氧化降解磺胺异恶唑实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 g-C3N4 材料物理表征
2.3.1.2 g-C3N4 材料的UV-vis DRS分析
2.3.1.3 g-C3N4 材料的的XRD和 XPS分析
2.3.1.4 g-C3N4 材料的N2 吸脱附曲线和孔径分布
2.3.1.5 g-C3N4 材料的Zeta电位分析
2.3.2 催化还原六价铬的研究
2.3.3 催化降解磺胺异恶唑的研究
2.3.4 催化剂的稳定性和可重复使用性
2.3.5 Cr(Ⅵ)还原和SIZ降解的机制
2.4 本章小结
第三章 钴掺杂的g-C3N4 材料光催化活化过二硫酸盐降解罗丹明B
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 样品表征和分析方法
3.2.4 光催化剂的制备
3.2.5 光催化降解RhB实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 CCN材料的物理表征
3.3.1.1 CCN材料的SEM和 TEM分析
3.3.1.2 CCN材料的XRD、FTIR光谱分析
3.3.1.3 CCN材料的XPS分析
3.3.1.4 CCN材料的紫外-可见光谱分析
3.3.2 光催化降解罗丹明B的研究
3.3.2.1 CCN3 对罗丹明B的吸附作用
3.3.2.2 不同掺杂比例的材料对罗丹明B降解的影响
3.3.2.3 不同体系下催化降解罗丹明B效率的比较
3.3.2.4 催化剂样品的量对降解罗丹明B的影响
3.3.2.5 不同PS的量对降解罗丹明B的影响
3.3.2.6 不同pH对降解罗丹明B的影响
3.3.3 催化剂的可重利用性和稳定性
3.3.4 体系中活性自由基检测分析
3.3.5 光催化降解的机理分析
3.4 本章小结
第四章 VB12 掺杂的石墨相氮化碳材料光催化活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝.
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 样品表征和分析方法
4.2.4 光催化剂的制备
4.2.5 光催化降解亚甲基蓝实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 VB12/g-C3N4 掺杂材料的物理表征
4.3.1.1 VB12/g-C3N4 掺杂材料的SEM和 TEM分析
4.3.1.2 VB12/g-C3N4 掺杂材料的FTIR光谱分析
4.3.1.3 VB12/g-C3N4 掺杂材料的XRD、XPS谱图分析
4.3.1.4 VB12/g-C3N4 掺杂材料的紫外-可见光谱分析
4.3.1.5 VB12/g-C3N4 掺杂材料的荧光光谱分析
4.3.2 光催化降解亚甲基蓝的研究
4.3.2.1 不同体系下催化降解亚甲基蓝效率的比较
4.3.2.2 不同掺杂比例材料降解效果的对比
4.3.2.3 不同pH对光催化降解亚甲基蓝的影响对比
4.3.3 VB12/g-C3N4 掺杂材料的可重复利用性和稳定性
4.3.4 体系中活性自由基的检测分析
4.3.5 光催化降解机理的推测
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3890966
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 我国水资源的现状
1.2 废水中的重金属和有机污染
1.2.1 重金属污染物
1.2.2 有机污染物
1.3 污水处理技术
1.3.1 物理化学法
1.3.2 电化学法
1.3.3 高级氧化法
1.3.3.1 Fenton氧化
1.3.3.2 臭氧化
1.3.3.3 等离子体氧化
1.3.3.4 光催化
1.4 石墨相氮化碳(g-C3N4)
1.4.1 石墨相氮化碳的结构及性质
1.4.2 石墨相氮化碳材料的掺杂
1.4.2.1 非金属掺杂
1.4.2.2 金属掺杂
1.5 课题研究的意义和思路
第二章 石墨相氮化碳光辅助催化六价铬还原(阴)和磺胺异恶唑氧化(阳)降解的机理探究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 样品表征和分析方法
2.2.4 光催化剂的制备
2.2.5 催化还原六价铬实验
2.2.6 氧化降解磺胺异恶唑实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 g-C3N4 材料物理表征
2.3.1.2 g-C3N4 材料的UV-vis DRS分析
2.3.1.3 g-C3N4 材料的的XRD和 XPS分析
2.3.1.4 g-C3N4 材料的N2 吸脱附曲线和孔径分布
2.3.1.5 g-C3N4 材料的Zeta电位分析
2.3.2 催化还原六价铬的研究
2.3.3 催化降解磺胺异恶唑的研究
2.3.4 催化剂的稳定性和可重复使用性
2.3.5 Cr(Ⅵ)还原和SIZ降解的机制
2.4 本章小结
第三章 钴掺杂的g-C3N4 材料光催化活化过二硫酸盐降解罗丹明B
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 样品表征和分析方法
3.2.4 光催化剂的制备
3.2.5 光催化降解RhB实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 CCN材料的物理表征
3.3.1.1 CCN材料的SEM和 TEM分析
3.3.1.2 CCN材料的XRD、FTIR光谱分析
3.3.1.3 CCN材料的XPS分析
3.3.1.4 CCN材料的紫外-可见光谱分析
3.3.2 光催化降解罗丹明B的研究
3.3.2.1 CCN3 对罗丹明B的吸附作用
3.3.2.2 不同掺杂比例的材料对罗丹明B降解的影响
3.3.2.3 不同体系下催化降解罗丹明B效率的比较
3.3.2.4 催化剂样品的量对降解罗丹明B的影响
3.3.2.5 不同PS的量对降解罗丹明B的影响
3.3.2.6 不同pH对降解罗丹明B的影响
3.3.3 催化剂的可重利用性和稳定性
3.3.4 体系中活性自由基检测分析
3.3.5 光催化降解的机理分析
3.4 本章小结
第四章 VB12 掺杂的石墨相氮化碳材料光催化活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝.
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 样品表征和分析方法
4.2.4 光催化剂的制备
4.2.5 光催化降解亚甲基蓝实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 VB12/g-C3N4 掺杂材料的物理表征
4.3.1.1 VB12/g-C3N4 掺杂材料的SEM和 TEM分析
4.3.1.2 VB12/g-C3N4 掺杂材料的FTIR光谱分析
4.3.1.3 VB12/g-C3N4 掺杂材料的XRD、XPS谱图分析
4.3.1.4 VB12/g-C3N4 掺杂材料的紫外-可见光谱分析
4.3.1.5 VB12/g-C3N4 掺杂材料的荧光光谱分析
4.3.2 光催化降解亚甲基蓝的研究
4.3.2.1 不同体系下催化降解亚甲基蓝效率的比较
4.3.2.2 不同掺杂比例材料降解效果的对比
4.3.2.3 不同pH对光催化降解亚甲基蓝的影响对比
4.3.3 VB12/g-C3N4 掺杂材料的可重复利用性和稳定性
4.3.4 体系中活性自由基的检测分析
4.3.5 光催化降解机理的推测
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3890966
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