g-C3N4_Ag_TiO2 NTs的制备及光电催化性能的研究.pdf

摘 要 摘 要 二氧化钛(TiO )具有无毒特性和 良好的化学稳定性，因出色的透光率和光催化效率 2 具有广阔前景。但 TiO2 仅在紫外光下响应，对光能利用率有限且导电性较差，为解决 此局限引入银(Ag) 、氮化碳(g-C N ) ，制备出全新 g-C N /Ag/TiO NTs 复合光电极，提 3 4 3 4 2 升光电催化性能，并将其首次应用到头孢他啶处理中。 首先，采用阳极氧化法制备 TiO NTs 光电极基体，以NH F 质量分数、去离子水体 2 4 积分数、氧化时间为单因素探究 TiO NTs 光电极的制备条件并进行响应面优化。实验结 2 果表明，氟化铵质量分数为 0.5 wt% 、去离子水体积分数为 40 vt% 、氧化时间为 2 h ， 500 ℃下煅烧 2 h 时 TiO2 NTs 光电极催化降解效果最佳，在 250 W 汞灯下 120 min 内对 (CAZ) 48.54% (SEM) X (XRD) X- 头孢他啶 去除率为 。采用扫描电子显微镜 、 射线衍射 、 射线光电子能谱(XPS)对 TiO2 NTs 光电极进行表征分析。表征结果显示，制备出的 TiO2 NTs 为锐钛矿与金红石的混合晶型，管径 76 nm 左右。 其次，通过紫外辅助法在 TiO NTs 基础上制备出Ag/TiO NTs 光电极，通过单因素 2 2 实验探讨不同硝酸银(AgNO )浓度对 Ag/TiO NTs 光电极催化降解性能的影响。结果表 3 2 明，当AgNO 溶液为 0.22 M 时，Ag/TiO NTs 光电极降解效果最佳，汞灯下 120 min 内 3 2 对 CAZ 去除率为 67.74% 。通过 XRD 、SEM 、XPS、光致发光光谱(PL) 、交流阻抗光谱 (EIS)表征分析，在 TiO 基础上成功复合 Ag ，且 TiO NTs 结构稳定，Ag-TiO 之间可能 2 2 2 Ag/TiO NTs TiO NTs - 存在异质结。 2 光电极较 2 光电极拥有更高的电子 空穴利用率和更低 的阻抗作用，对 CAZ 去除率从 48.54%提升至 67.74% 。 再次，采用超声辅助法制备 g-C N /Ag/TiO NTs 光电极。结果表明，当尿素浓度为 3 4 2 8% 时，g-C N /Ag/TiO NTs 光电极光电催化效果最佳，在汞灯下 120 min 内对 CAZ 的 3 4 2 降解率可达 72.5% 。通过表征结果可知， TiO 与 g-C N 通过化学键而并非简单的物理