石墨相氮化碳的剝離及其在光催化中的應(yīng)用.pdf

1、隨著工業(yè)的快速發(fā)展，能源缺乏和環(huán)境污染逐漸成為威脅人類可持續(xù)性發(fā)展的兩大難題。自1972年日本科學(xué)家Fujishima發(fā)現(xiàn)TiO2半導(dǎo)體可在光催化領(lǐng)域得到應(yīng)用以來，光催化技術(shù)被認(rèn)為是解決上述問題的關(guān)鍵。但是，研究表明，較大的禁帶寬度導(dǎo)致其只能對紫外光有響應(yīng)，不能滿足人們對其直接利用可見光的需求。最近，人們發(fā)現(xiàn)一種新型非金屬類石墨氮化碳(g-C3N4)材料能在可見光下光解水制氫以及降解有機(jī)污染物。但此塊體材料存在比表面積低以及光生電子-空

2、穴對復(fù)合率較高等不足，其應(yīng)用得到了很大的限制。因此，制備具有高比表面積、強(qiáng)穩(wěn)定性、優(yōu)良的催化活性的g-C3N4材料是當(dāng)前科學(xué)家研究的重點(diǎn)。利用熱氧化剝離、超聲剝離、化學(xué)剝離等方法剝離塊體g-C3N4制備具有高比表面積、高光催化活性的g-C3N4納米片已在國內(nèi)外有相關(guān)報(bào)道。本學(xué)位論文以塊體g-C3N4為研究對象，采用化學(xué)剝離的方法制備了穩(wěn)定的膠體，同時(shí)利用靜電自組裝的方法得到了膠體基的復(fù)合光催化材料。另外，利用XRD, SEM,TEM,F

3、TIR，UV-vis,PL,XPS等手段對材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和性質(zhì)測定，并通過降解RhB、MO、4-氨基苯甲酸(ABA)等有機(jī)染料對其可見光活性進(jìn)行探討。相關(guān)工作如下：
　　1.以三聚氰胺為前驅(qū)體，通過高溫煅燒的方法制備出了塊體g-C3N4，借助濃硫酸為剝離試劑結(jié)合超聲處理制備出了具有高穩(wěn)定性、兩性的氮化碳納米片膠體。由于制備的膠體具有在酸性條件下表面帶正電、堿性條件下表面帶負(fù)電的特性，該材料可以作為基體構(gòu)筑單元與客體利用靜電自組裝

4、制備新型氮化碳復(fù)合材料。
　　2.以制備好的塊體g-C3N4為前驅(qū)體，首次利用堿剝離的方法成功獲得了高穩(wěn)定性、高產(chǎn)率的膠體材料。光催化性能相對于塊體結(jié)構(gòu)有了提高2.6倍。該制備方法簡單，且能獲得產(chǎn)率近100％的膠體，可為研究氮化碳膠體基不同形貌的復(fù)合材料提供一條有效的途徑。
　　3.采用靜電自組裝的方法，分別以[Cd(NH3)4]2+和BiOBr作為帶正、負(fù)電的客體，以不同pH下氮化碳膠體為主體，制備出了CdS/g-C3N4