摘要
能源和水资源问题，一直是全球矛盾关注的焦点。由于现代化的加速，也必然的对自然环境产生了损害，特别是许多工业废水在没有经过任何处理就排放入水域中导致了水环境的严重污染，为此众多科研人员尝试了大量的方法。其中利用半导体材料在太阳光下进行环境修复无疑是绿色有前景的一种方法。石墨相氮化碳作为一种能在可见光下被激活的光催化剂最近引来了很多的关注，但由于其本身存在着一些不足导致其在实际应用中效果不如人意。本课题以石墨相氮化碳(g-C3N4)作为研究对象，通过掺杂、缺陷和形貌调控对其改性使其拥有更加良好的催化性能。具体研究如下: (1)通过将硝酸钴和三聚氰胺进行固相混合，然后通过热分解法成功制备出Co掺杂的g-C3N4。钴的掺杂扩宽了石墨相氮化碳的光吸收范围，并且还能调节带隙的宽度，以增强光催化活性。同时，钴也能很好的激活PMS，通过把高级氧化和光催化结合在一起，Co掺杂的石墨相氮化碳10min内将RhB溶液降解了98％。 (2)通过用硝酸溶液浸泡三聚氰胺，再水热12h离心，干燥后重新得到的三聚氰胺经过煅烧后得到改性后的一系列样品。与纯g-C3N4相比改性后g-C3N4带隙更窄，可见光吸收能力也更强。改性后g-C3N4催化效果最好的样品在可见光下20min内罗丹明B水溶液降解高达97％，同等条件下纯g-C3N4的降解率只有23％。 (3)以葡萄糖作为前驱体，在氮空位棒状g-C3N4的基础上进行形貌调控和碳掺杂。通过SEM检测后发现，新制备的样品表面有大量的孔洞，拥有更大的比表面积。通过降解RhB溶液作为对比，可以发现，碳掺杂的多孔棒状g-C3N4比其他样品降解污染物的速度更快。同时进行了光催化剂不同污染物的降解以及循环实验，实验结果表明所制备的C掺杂多孔棒状g-C3N4拥有普遍适用性和极好的结构稳定性。
NETL