3。3  光催化活性循环实验 12

3。4  傅里叶变换红外光谱（FT-IR） 13

3。5  透射电子显微镜（TEM） 14

3。6  紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS） 14

3。7  BiVO4/g-C3N4复合材料光催化机理 15

结  论 17

致  谢 18

参 考 文 献 19

1  绪论

1。1  研究背景

    人类的生产和发展需要大量的资源和能源，目前人类使用的能源主要以不可再生的化石能源为主：煤炭、石油和天然气。然而一方面，目前地球上已探明的化石能源据科学估计只够维持人类继续发展几百年；另一方面，在人类大量消耗化石能源的同时，也产生了大量的废水、废气和废渣等污染物，对环境造成了严重的污染，严重威胁了人类自己的生存和发展。因此，能否摆脱能源短缺和环境污染所带来的双重困境，是能否实现人类文明可持续发展的关键。所以，寻找清洁能源，并对环境进行保护修复是当今社会一个重要的课题。论文网

    太阳能对于人类来说，是一种非常容易获得而且取之不尽用之不竭的清洁能源。人类对于太阳能的研究已经发展到了科学的各个领域，而光催化技术就是一种利用太阳能的新型催化技术。光催化技术能够利用太阳能作为化学反应的推动力，使光催化剂产生具有极强化学活性的光生载流子参与化学反应。如今，光催化降解技术在工业污水处理方面的应用越来越引起人们的广泛关注，尤其是含有有机污染物的废水，它对人体和环境有极大危害不能未经处理就排放。在运用光催降解化技术净化含有有机污染物的工业废水时，光催化剂在光子的激发下能产生具有较高化学活性的光生电子和空穴；光生电子和空穴在发生一系列复杂的化学反应后，能够将污水中含有的有机大分子污染物氧化分解为对环境和生物无毒无害的小分子物质。与普通催化剂相同，这些光催化剂既具有较高的选择性和稳定性；又同时兼备普通催化剂所没有的能够利用太阳能作为能量来源的特性；再加上光催化技术的反应条件比普通催化反应更加温和的优点，使得光催化降解技术相较于普通的催化降解技术，更加的环保，更加的节约能源。因此，充分地开发和利用光催化技术，并且将其运用到污染治理领域，能够帮助人类有效地摆脱能源问题和环境问题所带来的困境。

    科学家早在1924年就开始对光催化剂进行研究，并发现了ZnO在光照条件下的催化能力。随后，TiO2作为一种新型光催化材料也开始被普遍研究。基于大量的研究，人们发现TiO2在紫外光的照射下，既能够光解水制取氢气[1]，又能够光催化降解有机物[2]。而且，TiO2具非常好的化学稳定性，极强的紫外光催化活性以及对环境无毒无害等优点，被誉为理想的光催化材料。随着研究的深入，人们发现TiO2的禁带宽度约为3。2eV，相对较宽，仅能够利用紫外光波段，而太阳光中的可见光波段则鲜有吸收[3]。因此在自然光状态下，由于不能够充分利用太阳能中占主要的可见光波段，TiO2吸收光子产生光载流子的效率较低；而且光生电子和空穴本身的复合速率就比较快，造成TiO2对太阳能的总体利用率较不高，因此禁带宽度较宽这个缺点严重局限了TiO2在光催化领域的长久发展。