Keywords:photocatalyst ;g-C3N4; hydrothermal method; rhodamine B

目 录

第一章 绪 论 1

1.1引言 1

1.2影响光催化反应效率的因素 1

1.2.1催化剂自身影响因素 2

1.2.2催化剂外界影响因素 3

1.3G-C3N4光催化剂以及研究进展 4

1.3.1g-C3N4的结构 4

1.3.2g-C3N4的制备 5

1.3.3g-C3N4光催化应用 6

1.3.4g-C3N4基复合光催化剂的研究现状 6

1.4本论文的选题思路 7

1.5本论文的研究内容 7

第二章焙烧温度对氮化碳的结构与性能的影响 9

2.1引言 9

2.2实验部分 10

2.2.1实验试剂与仪器 10

2.2.2光催化剂的制备 10

2.2.3催化降解罗丹明B实验 11

2.2.4催化剂的表征 11

2.3结果分析与讨论 12

2.3.1焙烧温度对氮化碳的结构与性能的影响 12

2.4本章小结 17

第三章G-C3N4/WO3复合光催化剂的制备及光催化活性的研究 18

3.1引言 18

3.2实验部分 19

3.2.1实验试剂与仪器 19

3.2.2水热法制备g-C3N4/WO3复合光催化剂 19

3.2.3催化降解罗丹明B实验 20

3.3结果分析与讨论 20

3.3.1反应时间对g-C3N4/WO3复合光催化剂活性的影响 23

3.3.2不同配比度对g-C3N4/WO3复合光催化剂活性的影响 20

3.4本章小结 29

结 论 30

致 谢 32

参考文献 33

第一章 绪论

1.1引言

随着社会发展，环境污染和能源短缺已成为限制人类继续生存、发展的最大障碍。人类的发展大量依靠煤、石油、天然气等一系列不可再生能源，在经济发展的同时也造成了严重的环境污染。当今科学技术人员尝试了各种新颖的方法去开发清洁可再生能源。大自然给予人类的馈赠-太阳能，是一种可再生资源，而且取之不尽用之不竭。但如何高效利用太阳能，却是一个让全世界技术人员都棘手的问题。高效利用太阳能，不但可以解决能源短缺，而且还可以有效减少环境污染等问题，这是当今技术人员为之共同奋斗的目标。由于光催化技术在环境污染治理、能源可持续利用方面的应用有着大好前景备受到关注。近年，科学家在光催化材料方面研究进一步增强，与此同时取得丰硕的成果[1],[2]。自从1972年第一次报道[3]，光催化已成为解决能源和环境问题的主要方式之一。常用光催化剂TiO2拥有众多优点，如独特的光学性能，成本低，化学性质稳定，无毒性和优异的光催化活性，它成为了最受欢迎的光催化剂之一。然而，较大禁带宽度（3.2eV）限制了其对可见光的吸收效率，而可见光约占太阳辐射能量的42％[4]，[5]。备受人关注的光催化材料WO3，相比于市面上盛行的光催化剂TiO2、ZnO，其禁带宽度更窄，光谱吸收范围更宽，对太阳辐射的能量利用率更高，并且并且其表面效应、宏观量子隧道效应更强。虽然WO3制备过程简单，禁带宽度小（约为2.50~2.80eV），能被波长小于500nm的可见光激发产生辐射，具有潜在的光催化能力，但是纯WO3化学性质不够稳定，可见光利用率低，光生电子-空穴对复合时间间隙短等缺陷，因而很难制备具有高催化活性的光催化剂。因此，如何提高光催剂的催化活性在光催化技术中的研究具有重要意义。