發(fā)布時(shí)間：2019-02-11 09:42

【摘要】：自上世紀(jì)七十年代以來(lái),半導(dǎo)體光催化技術(shù)備受科學(xué)研究者的青睞。出于充分利用太陽(yáng)能的需要,科學(xué)家把可見光響應(yīng)光催化劑材料的研發(fā)作為光催化材料發(fā)展的首要問(wèn)題。g-C3N4是近年來(lái)報(bào)道一種新型的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體,具有可響應(yīng)可見光,化學(xué)與熱穩(wěn)定性好、無(wú)毒且制備簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn),受到全世界科研究人員的關(guān)注,應(yīng)用前景廣闊。本論文主要是以g-C3N4基礎(chǔ),通過(guò)釩酸鐵、鉬酸鐵和釩酸鎘的修飾來(lái)改性g-C3N4,從而獲得了三種高效的可見光響應(yīng)光催化劑。首先,采用簡(jiǎn)單的水熱和研磨焙燒法制備出可響應(yīng)可見光的FeVO4/g-C3N4復(fù)合型光催化劑。通過(guò)對(duì)復(fù)合催化劑進(jìn)行一系列的表征,得出其光催化反應(yīng)的機(jī)理。由諸多表征的結(jié)果我們可以得到結(jié)論,即催化劑活性的增加的根本原因是FeVO4/g-C3N4之間形成了異質(zhì)結(jié),抑制光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合。而且,FeVO4/g-C3N4摻雜含量是影響催化劑活性的一個(gè)重要因素,其中當(dāng)FeVO4實(shí)際含量為5.0wt%時(shí),該復(fù)合催化劑的催化活性最高。其次,采用研磨-焙燒法制備了g-C3N4/Fe2(MoO4)3復(fù)合相催化劑,該催化劑對(duì)可見光有很好的響應(yīng),可吸收波長(zhǎng)小于560nm的可見光。在可見光下表現(xiàn)出極好的催化效果,其中10.6wt%g-C3N4/Fe2(MoO4)3的催化效果最佳,根本原因是g-C3N4和Fe2(MoO4)3具有匹配的能帶結(jié)構(gòu),可構(gòu)成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)提高了電子和空穴的分離效率,延長(zhǎng)了載流子的壽命,從而提高了催化劑活性。最后,采用同樣的方法制備了CdV2O6/g-C3N4復(fù)合型光催化劑,考察了該催化劑對(duì)羅丹明B在可見光照射下降解性能。通過(guò)X射線粉末衍射(XRD),N2物理吸附(BET),傅里葉變換紅外光譜(FT-IR),紫外可見漫反射(UV-vis DRS),熱重(TG),掃描電子顯微鏡(SEM),透射電子顯微鏡(TEM),化學(xué)需氧量(COD)測(cè)定等技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行了表征,對(duì)該催化劑的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形貌和光催化活性的進(jìn)行研究。結(jié)果表明,該催化劑催化活性高和穩(wěn)定性好,具有較廣闊的前景。
[Abstract]:Since the 1970s, semiconductor photocatalysis technology has been favored by scientific researchers. In order to make full use of solar energy, scientists regard the research and development of visible light responsive photocatalyst materials as the most important problem in the development of photocatalytic materials. G-C3N4 is a new type of organic polymer semiconductor reported in recent years. It has the advantages of visible light, good chemical and thermal stability, nontoxic and simple preparation, and has attracted the attention of researchers all over the world, and has a broad application prospect. In this paper, based on g-C3N4, three kinds of high efficient visible light responsive photocatalysts were obtained by modifying g-C _ 3N _ 4 with the modification of ferrovanadate, ferromolybdate and cadmium vanadate. Firstly, a simple hydrothermal and grinding roasting method was used to prepare FeVO4/g-C3N4 composite photocatalyst which can respond to visible light. The mechanism of photocatalytic reaction was obtained by a series of characterization of the composite catalyst. From the results of many characterizations we can draw a conclusion that the fundamental reason for the increase of catalyst activity is the formation of heterojunctions between FeVO4/g-C3N4 and the inhibition of photogenerated electron-hole pairs. Moreover, the doping content of FeVO4/g-C3N4 is an important factor affecting the activity of the catalyst. When the actual content of FeVO4 is 5.0 wt%, the catalytic activity of the composite catalyst is the highest. Secondly, g-C3N4/Fe2 (MoO4) 3 composite phase catalyst was prepared by grinding and calcination method. The catalyst has a good response to visible light and can absorb visible light with a wavelength less than 560nm. 10.6wt%g-C3N4/Fe2 (MoO4) 3 has the best catalytic effect under visible light. The fundamental reason is that g-C3N4 and Fe2 (MoO4) 3 have matched band structure. The structure of heterojunction improves the efficiency of electron and hole separation, prolongs the lifetime of carriers, and improves the activity of catalyst. Finally, the CdV2O6/g-C3N4 composite photocatalyst was prepared by the same method, and the degradation performance of Rhodamine B under visible light irradiation was investigated. (BET), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), UV-vis DRS), thermogravimetric (TG), scanning electron microscope (SEM),) and X-ray powder diffraction (XRD), N2) physical adsorption on (BET), The catalytic properties, structure, morphology and photocatalytic activity of the catalyst were investigated by transmission electron microscopy (TEM), (TEM), chemical oxygen demand (COD) and other techniques. The results show that the catalyst has high catalytic activity and good stability and has a broad prospect.
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36;O644.1

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本文編號(hào)：2419612