g-C 3 N 4 /CeO 2 复合材料的制备及其可见光催化降解污染物的研究

发布时间：2023-06-04 02:46

　　光催化技术目前在环境和能源领域都拥有越来越广阔的前景,是有效利用太阳能,解决能源与环境问题的重要手段。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种具有可见光响应的新型光催化材料,具有无毒无害,制备简单,良好的热稳定性和化学稳定性等优点,是近些年来的研究热点材料。但g-C₃N₄也存在比表面积小,可见光响应不足,光生电子和空穴复合率过高等问题。本文针对g-C₃N₄存在的缺陷,通过引入另一半导体材料氧化铈(CeO₂)构建出异质结材料,对其进行了改性。本课题研究还对所制备材料的物理、化学特性及光催化活性进行了分析测试。其中X射线衍射图谱(XRD),X射线光电子能谱(XPS)及场发射电子扫描显微镜(FESEM)等表征结构都证明我们已成功将CeO₂引入g-C₃N₄,构建出复合材料。而以氯贝酸(CA)为目标污染物的降解实验也证明,相比于纯g-C₃N₄...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 水污染概况
    1.2 光催化技术简介
        1.2.1 光催化机理
        1.2.2 光催化反应的影响因素分析
    1.3 g-C₃N₄及CeO₂简述
        1.3.1 g-C₃N₄的结构与性质
        1.3.2 g-C₃N₄的制备方法
        1.3.3 g-C₃N₄的改性方法
        1.3.4 CeO₂的结构与性质
    1.4 可见光过硫酸盐技术简介
    1.5 选题意义和研究内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 研究内容
第二章 催化剂的制备与表征
    2.1 化学试剂及实验设备
        2.1.1 主要化学试剂
        2.1.2 主要实验设备
    2.2 催化剂的制备
        2.2.1 g-C₃N₄的制备
        2.2.2 g-C₃N₄/CeO₂及CeO₂的制备
    2.3 催化剂的表征
        2.3.1 场发射电子扫描显微镜(FESEM)
        2.3.2 X射线衍射图谱(XRD)
        2.3.3 傅立叶红外光谱(FT-IR)
        2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.5 紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)
        2.3.6 光致发光光谱(PL)
        2.3.7 瞬态光电流响应(Transient photocurrent response)
        2.3.8 零点电位(pH_pzc)
第三章 g-C₃N₄/CeO₂复合材料光催化降解污染物
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验方法
        3.1.2 分析方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 催化剂的表征
        3.2.2 不同复合比例催化剂的光催化效果
        3.2.3 催化剂投加量的影响
        3.2.4 初始pH的影响
        3.2.5 重复性实验
        3.2.6 TOC和毒性分析
    3.3 机理分析
        3.3.1 PL及光电流分析
        3.3.2 活性物种分析
        3.3.3 降解路径
    3.4 g-C₃N₄/CeO₂光催化降解其他污染物
    3.5 本章小结
第四章 g-C₃N₄/CeO₂+PDS体系光催化降解污染物
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验方法
        4.1.2 分析方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 催化剂的表征
        4.2.2 体系对比实验
        4.2.3 不同复合比例的催化剂实验效果
        4.2.4 催化剂投加量及PDS投加量对降解效果的影响
        4.2.5 初始pH的影响
        4.2.6 重复性实验
        4.2.7 TOC去除率
        4.2.8 实际应用与展望
    4.3 活性物种分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻硕期间发表的与学位论文相关的科研成果目录
致谢



本文编号：3830535