石墨相氮化碳的改性及其光催化降解磺胺类抗生素的性能研究

发布时间：2024-03-20 21:51

　　磺胺类抗生素(SAs),由于其自身的生态毒性以及能使细菌产生耐药性而受到广泛关注,随着近年来抗生素的滥用,SAs逐渐成为环境中的持久性有机污染物。可见光催化技术作为一种能够利用太阳光能的低能耗高级氧化工艺,有望解决环境中日益严重的抗生素污染问题。本论文基于石墨相氮化碳(g-C₃N₄)基光催化剂,采用本征/非本征改性方法,制备出醇改性g-C₃N₄基光催化剂与Gd纳米团簇修饰g-C₃N₄两类光催化剂。将所得到的改性催化剂应用到去除水环境中的SAs,结果表明上述光催化剂对SAs的降解效果均有明显提升。主要研究结果如下:以四种一元醇为溶剂,通过溶剂热反应预处理尿素,后经高温热聚合反应制备出醇类溶剂改性的g-C₃N₄基光催化剂。结果表明,四种改性催化剂的光电性能与界面电荷迁移率均有增强,其中异丙醇辅助溶剂热-热聚合法制备出的g-C₃N₄基催化剂(简写为CN(I))具有最佳的形貌特...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 磺胺类抗生素简介
        1.2.1 磺胺类抗生素的分布现状
        1.2.2 磺胺类抗生素的危害
    1.3 磺胺类抗生素的处理方法
        1.3.1 臭氧氧化法
        1.3.2 Fenton技术
        1.3.3 过硫酸盐氧化技术
        1.3.4 光催化技术
    1.4 光催化技术简介
        1.4.1 光催化反应机理
        1.4.2 光催化技术在环境中的应用
        1.4.3 光催化效率的影响因素
    1.5 石墨相氮化碳简介
        1.5.1 石墨相氮化碳的发展历程
        1.5.2 石墨相氮化碳的结构与制备方法
    1.6 石墨相氮化碳的改性研究
        1.6.1 非金属O元素掺杂
        1.6.2 金属离子与金属氧化物的改性
    1.7 选题意义及研究内容
2 实验部分
    2.1 实验试剂及仪器
    2.2 光催化剂的制备
    2.3 表征方法
        2.3.1 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.3.2 高分辨透射电子显微镜分析(HRTEM)
        2.3.3 X 射线衍射分析(XRD)
        2.3.4 傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)
        2.3.5 元素分析(EA)
        2.3.6 电感耦合等离子体-发射光谱仪分析(ICP-AES)
        2.3.7 X 射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.8 紫外-可见漫反射光谱分析(UV-vis DRS)
        2.3.9 电化学阻抗谱分析(EIS)
        2.3.10 光电流分析(i-t)
    2.4 光催化降解实验
        2.4.1 磺胺类抗生素催化降解实验
        2.4.2 光催化稳定性实验
        2.4.3 活性自由基捕获实验
3 醇热预处理尿素制备g-C₃N₄及其对磺胺类抗生素的光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 光催化剂的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌与化学结构分析
        3.3.2 光学与光电化学性能分析
    3.4 光催化性能研究
        3.4.1 光催化剂对磺胺类抗生素的降解实验
        3.4.2 光催化剂的稳定性
        3.4.3 光催化降解SAs机理
    3.5 本章小结
4 Gd团簇修饰g-C₃N₄的制备及其对磺胺甲基嘧啶的光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 光催化剂的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 HECN-x Gd的合成机理
        4.3.2 形貌与化学结构分析
        4.3.3 光学与光电化学性能分析
    4.4 光催化性能研究
        4.4.1 光催化活性与稳定性
        4.4.2 光催化活性增强机理
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3933358