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文檔簡介
1、隨著科技的進步和社會的飛速發(fā)展,當今社會面正臨著能源短缺和自然環(huán)境嚴重惡化等諸多問題。自1972年以來,以太陽能為基礎能源的光催化技術開始在環(huán)境治理和新能源開發(fā)方面取得了初步成效,這一技術的發(fā)展未來可以從根本上解決環(huán)境和能源問題。作為第一代光催化劑二氧化鈦以其無毒、穩(wěn)定的特性備受廣大科研工作者的關注。但二氧化鈦本身也存在諸多缺陷,比如禁帶較寬,只能吸收太陽光的紫外光部分,所以其量子效率較低,這一缺陷使得二氧化鈦很難在實際應用中全面推廣。
2、因此,為了更好地利用太陽能,研發(fā)具有可見光響應的新型光催化材料是光催化技術發(fā)展面臨的根本問題。g-C3N4是近年來報道的一種新型的有機聚合物半導體,具有中等寬度的能帶間隙,對可見光有良好的響應,同時還具有價廉,易制備,化學和熱穩(wěn)定性高等特點,在光催化領域具有較大的發(fā)展前景。本文主要以g-C3N4為基底,研制出了三種復合型半導體光催化劑。
本研究首先通過簡單的固相研磨-焙燒法制備出了具有可見光響應的DyVO4/g-C3N4復合型
3、高活性催化劑。為了研究催化劑的光催化反應機理,我們對催化劑進行了一系列表征。基于表征結果我們得到的結論是:復合型光催化劑DyVO4/g-C3N4的高活性是因為g-C3N4和DyVO4具有匹配的能帶電勢,并形成了半導體異質結結構,促進了光生電子和光生空穴在催化劑中的分離,從而提高了DyVO4/g-C3N4復合物分解有機污染物的效速率。其次,通過沉淀法制備出了YVO4/g-C3N4復合催化劑,并運用BET、XRD、XPS、SEM、TEM、D
4、RS等方法對催化劑的結構、光學性能進行了研究。實驗結果表明YVO4/g-C3N4復合催化劑在可見光下也表現(xiàn)出相當出色的光催化性能。此外,通過循環(huán)反應測試發(fā)現(xiàn),經過五次回收利用,該催化劑性能穩(wěn)定,未見失活。最后,基于相同的原理,通過研磨-焙燒法制備出了t-LaVO4/g-C3N4和m-LaVO4/g-C3N4復合催化劑,考察了不同帶隙的LaVO4對g-C3N4的修飾效果。結果發(fā)現(xiàn)盡管m-LaVO4和t-LaVO4有著不同的結構和光學性質,
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