金属掺杂石墨相氮化碳复合膜的制备及其光催化性能研究

Preparation of metal-doped graphite phase carbon nitride composite membrane and study on its photocatalytic properties

何潇潇 ¹郑文镳 ²熊贝月 ³刘乙容 ³王佳 ³俞培焰 ³高仁金 ³王莉玮¹

扫码查看

作者信息

1. 福州大学石油化工学院,福建福州 350116;闽江学院材料与化学工程学院,福建福州 350108
2. 闽江学院材料与化学工程学院,福建福州 350108;福州大学环境与安全工程学院,福建福州 350116
3. 闽江学院材料与化学工程学院,福建福州 350108
折叠

摘要

通过简单的高温工艺合成了金属掺杂(Cu、Mg、Al、Ca)g-C3N4,再将一维材料纳米纤维素(CNF-C)插入二维材料g-C3N4中,采用真空辅助抽滤法制备得到光催化复合膜,通过XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis DRS对所制备的g-C3N4/CNF-C复合膜的微观结构、化学组成和理化性质进行表征.结果表明,金属掺杂光催化剂的可见光催化活性得到改善,有利于污染物降解,减少了带隙,延长了可见光吸收;掺杂Cu的g-C3N4制备的复合膜对罗丹明B染料的降解表现出最高的光催化性能,7 h降解率达42.6％;掺杂Mg的g-C3N4的复合膜水通量约为未掺杂g-C3N4的3倍,达到了 918.63 L/(h·m2·bar).

Abstract

Metal-doped(Cu,Mg,Al,Ca)g-C3N4 is synthesized via a simple high-temperature process,and then one-dimensional nanofibrillar cellulose(CNF-C)is inserted into two-dimensional g-C3N4,and finally photocatalytic composite membranes are prepared through vacuum-assisted filtration method.XRD,SEM,FT-IR,and UV-Vis DRS are employed to systematically characterize the microstructure,chemical composition and physicochemical properties of the designed g-C3N4/CNF-C composite membrane.Results show that the visible photocatalytic activity of the metal-doped photocatalyst is improved,which favoring pollutant degradation,reducing the band gap and prolonging the visible light absorption.In particular,Cu-doped g-C3N4 composite membrane shows the highest photocatalytic performance for the degradation of Rhodamine B dye,delivering a degradation rate of 42.6％in 7 h.The water flux of Mg-doped g-C3N4 composite membrane is around three times that of the undoped g-C3N4,which reaches 918.63 L·h-1·m-2·bar-1.

关键词

石墨相氮化碳/光催化/复合膜/罗丹明B

Key words

graphite phase carbon nitride/photocatalysis/composite membrane/Rhodamine B

引用本文复制引用

基金项目

福建省发树慈善基金会资助研究专项(MFK23007)

福建省科技厅自然基金项目(2023J11394)

闽江学院校长基金(103952023071)

出版年

2024

现代化工

中国化工信息中心

现代化工

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.553

ISSN：0253-4320

参考文献量1

段落导航