g-C 3 N 4 /蒙脱石复合光催化材料的制备与应用

发布时间：2024-04-23 05:27

　　针对目前水体有机污染严重及水中致病菌难处理等问题,快速、高效且零污染的环境修复技术的开发和利用越来越受到人们的重视。半导体光催化技术具有降解彻底、无二次污染、能量来源丰富等优点,在环境治理、太阳能燃料和生化医疗等领域都具有巨大潜力。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种非金属半导体光催化剂材料,有着类似于石墨的二维层状结构、合适的禁带宽度、较好的热稳定性和化学稳定性等优点,是目前极具竞争力的半导体光催化材料之一。然而,体相g-C₃N₄易团聚导致比表面积较小,且可见光响应范围窄,对光子的捕获能力较弱,光生载流子复合能高以及分离的电子-空穴易复合。这些不足导致g-C₃N₄光催化活性较低,影响其实际应用效果。本研究以蒙脱石为载体,将g-C₃N₄负载于蒙脱石表面,通过改性提高光催化材料的比表面积以及光生载流的迁移速率,进而提高材料光催化性能,并将其用于光催化降解染料废水并研究其抗菌性能。主要研究内容如下:(1)剥离型g-C<...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 立题背景与思路
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 g-C₃N₄ 光催化剂的结构及性能
        1.2.2 g-C₃N₄ 的制备方法研究
        1.2.3 g-C₃N₄ 半导体光催化机理
        1.2.4 负载型g-C₃N₄ 光催化剂的研究现状
        1.2.5 g-C₃N₄/蒙脱石复合材料的制备方法
        1.2.6 g-C₃N₄ 光催化剂在污水处理中的应用
        1.2.7 g-C₃N₄ 光催化剂在抗菌方面的应用
    1.3 存在问题及发展趋势
        1.3.1 存在问题
        1.3.2 发展趋势
    1.4 选题依据及意义
    1.5 研究内容及研究目标
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究目标
    1.6 研究技术路线
    1.7 特色与创新点
    1.8 主要工作量
2 g-C₃N₄/蒙脱石复合光催化材料的原位合成
    2.1 前言
    2.2 实验
        2.2.1 原料、试剂与装置
        2.2.2 实验方案及步骤
        2.2.3 样品表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 g-C₃N₄ 的物相
        2.3.2 蒙脱石纳米片的物相及表面形貌
        2.3.3 g-C₃N₄ 不同负载比对复合材料属性的影响
        2.3.4 煅烧温度对复合材料属性的影响
        2.3.5 煅烧时间对复合材料属性的影响
        2.3.6 g-C₃N₄/蒙脱石光催化材料稳定性
    2.4 本章小结
3 g-C₃N₄/蒙脱石复合光催化材料的自组装合成
    3.1 前言
    3.2实验
        3.2.1 原料、试剂及装置
        3.2.2 实验方案及步骤
        3.2.3 样品表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 g-C₃N₄ 纳米片的制备
        3.3.2 g-C₃N₄ 不同负载量对复合材料属性的影响
        3.3.3 溶液浓度及pH对复合材料性能的影响
        3.3.4 复合材料光催化机理
        3.3.5 复合材料稳定性
    3.4 本章小结
4 g-C₃N₄/蒙脱石复合光催化材料的应用
    4.1 前言
    4.2 实验
        4.2.1 原料、试剂与装置
        4.2.2 实验方案及步骤
        4.2.3 样品表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂投加量对光催化性能的影响
        4.3.2 不同染料浓度及pH值对光催化性能的影响
        4.3.3 g-C₃N₄/蒙脱石复合材料可见光催化动力学
        4.3.4 不同质量比g-C₃N₄/蒙脱石自组装复合材料抑菌性能
    4.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：3962685