g-C3N4的剝離及g-C3N4-BiOBr光催化劑的制備和性能研究.pdf

1、光催化技術(shù)在污染治理以及清潔能源開發(fā)等方面擁有越來越廣闊的發(fā)展前景，是解決日益嚴峻的能源危機和環(huán)境污染問題的有效手段。石墨相氮化碳（g-C3N4）是一類具有可見光響應的新型半導體光催化劑，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。而且g-C3N4無毒無害、制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低廉以及可回收再利用，是非常理想的光催化材料。但是在實際應用中 g-C3N4還存在比表面積較小、光生電子和空穴復合效率過高等不足。
　　本文針對 g-C3N4比表面積

2、較小這一缺陷，使用濃硫酸對其進行剝離，制備得到具有較高比表面積的石墨相氮化碳納米片。并且本次課題研究還測試和分析了所制樣品的物理、化學特性以及光催化活性。其中XRD圖譜、電鏡照片和紅外光譜圖表明，g-C3N4被成功剝離，并且剝離得到的石墨相氮化碳納米片擁有和g-C3N4一樣的化學結(jié)構(gòu)。所制樣品的BET比表面積分析結(jié)果顯示，石墨相氮化碳納米片的BET比表面積可達g-C3N4的5.3倍。與g-C3N4相比，制備的石墨相氮化碳納米片具有更高的

3、光催化活性，兩小時內(nèi)對甲基橙溶液的降解率可達94.1％。通過對樣品光催化活性的測試發(fā)現(xiàn)，采用化學剝離法制備石墨相氮化碳納米片時，剝離300 mg的g-C3N4樣品的最佳實驗條件是：濃硫酸使用量為12 mL；反應時間為60 min；去離子水使用量為150 mL。
　　此外，本文將溴氧鉍和石墨相氮化碳納米片復合，通過構(gòu)成異質(zhì)結(jié)來促進光生電子和空穴的分離。并測試和分析所制復合光催化劑樣品的物理、化學特性以及光催化活性。XRD圖譜、透射電

4、鏡照片和紅外光譜圖表明，所制得的復合光催化劑樣品是由石墨相氮化碳納米片和 BiOBr組成。熱重分析結(jié)果表明，所制得的復合光催化劑樣品具有良好的熱穩(wěn)定性。與單一的石墨相氮化碳納米片和BiOBr相比，所制得的復合光催化劑樣品具有更高的光催化降解能力；其中BiOBr質(zhì)量分數(shù)為30%的復合光催化劑樣品具有最強的催化活性，兩小時內(nèi)對甲基橙溶液的降解率可達99.7%。由于異質(zhì)結(jié)的存在，課題研究中所制備的復合光催化劑樣品擁有更高的光催化活性，其催化降