G-C3N4iVO4复合光催化剂的制备及其性能研究.docx

硕士专业学位论文g．C3N4／BiV04复合光催化剂的制备及其 硕士专业学位论文 g．C3N4／BiV04复合光催化剂的制备及其 性能研究 作 者：欧慢 指导教师：钟秦教授 南京理工大学 2015年3月 M．S．Dissertation M．S．Dissertation ＼愀嬲 Study on the synthesis and photocatalytic performance of g—C3N4／BiV04 composite photocatalystS By M伍n oH supe刑iSed切西晒n ZHoNG Nanj ing UniVersity of ScienceTechn0109y March，2015 声 声 明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名： 赴l塾 。≯【厂年月佣 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对 于必威体育官网网址论文，按必威体育官网网址的有关规定和程序处理。 研究生签名：壁兰瞳一 m】罗年；月p日 硕士专业学位论文 硕士专业学位论文 g—c 3N。／BiV04复合光催化剂的制备及性能研究 摘 要 用非金属石墨相氮化碳(g．C3N4)作为半导体光催化剂近期引起了人们广泛关注。其 禁带宽度约为2．7 ev，在可见光下具有光催化活性，但是由于g．C3N4电子．空穴复合率 较高，导致其光催化活性不显著。而g．C3N4通过与其他半导体构建能级匹配的异质结 可以抑制电子．空穴的复合，提高其光量子化效率。基于这个理论，本论文用不同的方 法制备了g．C3N4／BiV04复合催化剂，并对其结构、形貌、光电性质和催化性能等进行 了表征与分析，分别于液固和气液固体系进行测试与探讨。 采用溶胶凝胶、简单混合和加热焙烧的方法合成了可见光g—C3N4／BiV04复合催化 剂，并考察了该催化剂在可见光下对罗丹明(RhB)的脱色能力。对g．C3N4与BiV04不同 质量比和不同煅烧温度下的g—c3N4／BiV04复合催化剂进行了xRD、FT_IR、TEM、xPS、 UV_vis DRS和PL光谱表征分析。g．C3N4／BiV04复合材料中g—C3N4含量为80％、煅烧 温度为500℃时具有最高的光催化RhB脱色能力。原因归结为高的吸附能力和形成的 异质结促进光生载流子的分离，从而提高光催化活性。本体系下参与砒1B脱色实验的 活性物种为·02一、h+和·OH，并探讨了该异质结材料提高光催化活性的机理。 采用简单的超声分散和煅烧的方法合成了BiV04包覆在g—C3N4片状结构上的复合 催化剂，并考察了该复合催化剂对高浓度一氧化氮mO)的催化氧化能力。通过XRD、 FT-IR、XPS、TEM、PL光谱、I．t和EIS表征测试对复合催化剂的结构表征、微观形貌、 可见光吸收能力和光电性质等进行了分析。TEM表征可以看到大块状g—C3N4剥离成 g。C3N4片状结构，使得BiV04均匀的包覆在其片状结构上。活性测试表明当g．C3N4与 BiV04的质量比为1：1时有最高的氧化N0能力，产物为N02。和N03。。其高的催化活性 主要归因于这两种合适的能级匹配促使形成高的电子．空穴分离能力，从而提高光生载 流予的寿命，使得与外来的电子受体反应以提高光催化氧化能力。 关键词：g．c3N4／BiV04复合催化剂，光生载流子，可见光，光催化活性 硕士专业学位论文 硕士专业学位论文 g．C 3N4甩iV04复合光催化剂的制备及性能研究 Abstract In resent years，廿le novel metal一free material，graphite carbon nitride(g—C3N4)as a semiconductor photocatalyst， has attracted public intense interest． It displays lhe photocatal”ic actiVity under Visible light with the band gap about 2．7 eV．NeVertheless， th