基于氮化碳的光催化水泥混凝土制备与性能研究

发布时间：2021-09-02 23:04

　　针对汽车尾气污染严重的现状,采用热聚合法制备出石墨相氮化碳,并采用行星式高能球磨法对石墨相氮化碳光催化剂进行改性,成功制备出硼元素掺杂改性石墨相氮化碳,并结合XRD和SEM对其改性机理进行了分析。在此基础上以多孔水泥混凝土作为光催化剂的载体,制备出具有光催化功能的绿色路面材料,并基于自制的光催化性能测试装置分析了光催化降解效果。研究结果表明,球磨法可明显改善氮化碳的团聚状态,增大其细度,并将B3+离子掺杂进氮化碳中,成功实现改性;原状和改性氮化碳的引入都能改善混凝土强度,但是当掺量超过6%时会有所下降;氮化碳的掺量越大,多孔混凝土的光催化降解效率越高,并且改性氮化碳的光催化降解效果要明显优于原状氮化碳;综合力学性能和光催化性能来看,氮化碳的最佳掺量范围为6%。 

【文章来源】：公路. 2020,65(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

试验装置原理

为了确定制备产物的组成以及改性工艺的影响，对原状g-C3N4和改性g-C3N4分别进行XRD分析，结果如图2所示。从图2可以看出，两个样品都有两个特征衍射峰，即为27.5°处的强峰和13.0°处的弱峰。其中，强峰对应于g-C3N4片层与片层堆叠的（002）晶面，弱峰对应于片层内3-s-三嗪环重复的（100）晶面。衍射图谱特征与前人研究结论一致，证明本文制备出g-C3N4。对比两个样品的衍射图谱可以看出，B元素的加入导致3-s-三嗪环峰向右发生了偏移，说明其（100）晶面结构发生了畸变，因此采用球磨法成功将B元素掺杂进gC3N4，并对其实现了掺杂改性。图3是两种样品的微观形貌照片。从图3可以看出，g-C3N4是由纳米片层相互堆叠聚集而成，并且g-C3N4有明显团聚的倾向，不利于光催化过程中对污染物的吸附及光生电子的迁移。而掺杂改性之后，如图3(b）所示，团聚现象得到一定程度的改善，其比表面积得以提升，因此有利于其对污染物的吸附和降解。

图3是两种样品的微观形貌照片。从图3可以看出，g-C3N4是由纳米片层相互堆叠聚集而成，并且g-C3N4有明显团聚的倾向，不利于光催化过程中对污染物的吸附及光生电子的迁移。而掺杂改性之后，如图3(b）所示，团聚现象得到一定程度的改善，其比表面积得以提升，因此有利于其对污染物的吸附和降解。2.2 力学性能分析


本文编号：3379900