gc3n4ag3po4复合光催化剂的制备表征及性能研究(附件)【字数：12006】
摘 要 摘 要近年来，半导体材料g-C3N4因原料充足、高的光催化活性、稳定性和价格低廉等益处，引发了人们极大的研究兴致。本篇论文研究了用水热法制备g-C3N4/Ag3PO4，并对其可见光光催化性能进行研究。通过X射线衍射（XRD）测试样品的晶体结构，利用扫描电子显微镜（SEM）观察其形貌，紫外分光光度仪对产品进行光学特性的测定。利用所制备的光催化剂对罗丹明B和可亚甲基蓝（MB）和甲基橙（MO）进行光降解研究。相比于纯光催化剂g-C3N4，结果表明g-C3N4/Ag3PO4复合光催化剂表现出增强的光催化活性。这种增强应归因于复合光催化剂可以很好促进光生电子-空穴分离。关键词g - C3N4 Ag3PO4 复合光催化剂 染料降解
目 录
第一章 绪论 1
1.1 光催化剂的研究进展 1
1.1.1 光催化研究背景 1
1.1.2 光催化基本机理 2
1.1.3 光催化剂研究现状 3
1.2 gC3N4复合光催化剂的性质和应用 3
1.2.1 gC3N4复合光催化剂的研究现状 4
1.2.2 gC3N4复合光催化剂的应用 4
1.3 光催化剂的改进技术 5
1.3.1物理复合改性 5
1.3.2化学掺杂改性 5
1.3.3微观结构调整 6
1.3.4多孔结构...6
1.3.5纳米颗粒和纳米棒...6
1.3.6纳米薄层...6
1.4 gC3N4复合光催化剂的制备方法 6
1.4.1 水热法 6
1.4.2 沉淀法 7
1.4.3 模板法 7
1.5 本论文研究的目的、意义和研究内容 7
1.5.1 选题的目的及意义 8
1.5.2 本论文研究的内容 9
第二章 实验部分 10
2.1 实验仪器及所用化学试剂 10
2.1.1 实验仪器 10
2.1.2 化学试剂及规格 10
2.2 样品制备 11
2.2.1制备gC3N4 11
2. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2.2 制备制备gC3N4/Ag3PO4 11
2.3 样品表征 11
2.3.1 X射线衍射分析（XRD） 11
2.3.2 扫描电镜分析（SEM） 12
2.3.3 能谱分析（EDS） 12
2.3.4 紫外可见吸收光谱 13
2.4 光催化降解实验 13
第三章 结果与讨论 15
3.2 样品的形貌分析（SEM） 15
3.3 样品的元素分析（EDS） 16
3.4 光催化降解罗丹明B的活性评价 18
3.4.1 可见光下光催化降解罗丹明B的活性评价 19
3.4.2样品的量对可见光光催化降解罗丹明B的影响分析 20
3.4.3 gC3N4/Ag3PO4复合光催化剂对不同染料的降解效率 21
3.4.4罗丹明B的浓度对可见光光催化降解过程的影响分析 22
3.5 gC3N4/Ag3PO4复合光催化剂的捕获实验..23
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 光催化剂的研究进展
1.1.1 光催化研究背景
随着世界工业的快速发展，污染环境越来越近引起业界的关注，解决环境问题越来越成为当代人们的责任，更是义务。如何减少和控制水质等污染已成为全球性问题。每年从太阳上通过太阳光辐射到地球上的能量有很多，用煤来相比的话，大约相当于一兆吨煤[1]，属于当今世界可以开发和利用的最大能量。水质恶化，严重威胁人民生命安全的现代工业发展。在人类活动的过程中，不可避免会产生许多的生活废弃物排入水体，造成或多或少的水污染[2]。如果人们完美利用，人类社会就可以实现可持续发展。现在，越来越严重的环境污染，使人们对未来产生担忧，所以利用无污染的太阳能，这是非常有价值的。太阳能利用方式在2个方面[3]，包括光热转换和光电转换。据太阳产生核能的速率的估计，氢气足以维持数十亿年的储备，地球能源也即将几十亿年的寿命，在这个意义上，可以说太阳的能量是取之不尽，用之不竭。太阳能就是常说的太阳光，主要用于发电或提供能量[4]。我国水资源总量约占一兆，其中水资源总量约为一半。但由于中国人口众多，人均消费量仅为世界人均消费水平，在世界上，中国水资源分布不均，导致中国进入了一个极端缺水的国家。同时，中国也是世界上最大的污水排放量和增长最快的国家之一，这加剧了我国水污染控制的难度。目前，水污染已成为制约中国的经济因素之一。解决水污染问题已迫在眉睫。然而，废水的传统方法只允许污染物，固化和转移，不能完全降解污染物，达到理想的去除效果。例如，物理吸附和化学沉淀法，不仅有机物质的分解，但会产生大量的有机污泥处理成本增加。因此，积极开发新的高效污水处理技术已成为当今环保产业的重要课题之一。自地球生命诞生以来，它主要靠的是太阳提供的热量辐射来生存。自古以来，人类就学会了用在阳光下，如粮食生产方法，如盐和盐腌鱼干燥[5]。太阳能广义还包括大地风能，化学能，水能等。印染废水处理很难，组分繁杂，重金属和毒性生物难以降解，并含有多种生物毒性物质或导致“三信”高性能有机污染物，环境污染的危害极度大。主要危害是如下：环境色度废水污染，环境的废水重金属污染等。重金属存在于染料中，其中铬，铅，汞，锌等不能生物降解 [6]，它们是在自然环境中持久性的重金属盐的废水，并且将继续通过食物链，在人类体内积累。有机染料是被卤素苯环上的芳族化合物为氢，后来被取代的芳香胺生成卤化物，芳香族胺的化学品。近年来，随着生活用品的提高，人们越来越追求生活质量，但是，随着工业化的发展，污染是不可避免的，所以如何解决和处理这些污染已经成为不可缺少的人的主题。现实生活中，洗涤剂被广泛使用，但其中许多含有氮，磷等，尿素也常用于每个印刷进程使用，在处理磷废水时，总氮含量增加，使得水质发生富营养化[7]。在世界各地，水污染，大气污染等大型污染事件层出不穷，人们深受污染物的毒害。例如，在日本，已经发生“水俣病”和其他污染事故造成汞污染。废水中有机物含量高，组成复杂，有害物质含量高。因此，污水处理，各种有机回收和处理的污染，不仅可以节约资源，同时也为人类的可持续发展有着巨大的优势。因此，人类对于无污染太阳能的利用，以及染料的光催化降解的追求，导致了半导体光催化剂的不断发展，寻找有效降解有机污染物的光触媒。洗涤剂中一般的酸，碱，盐等物质，虽然相对来说是无害的，但它们仍然对环境造成一定影响。如果废水不经处理直接排放，将造成日益紧张的饮用水，对未来社会造成巨大威胁[8]。如在染料降解使用的，由于成本低且无毒，它提供了一种新的污染控制技术的巨大潜力。印染废水是世界公认的严重的工业污染源[9]，往往很难降解、有毒有机污染物，其中偶氮化合物和芳香胺还具有致癌、致畸。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 光催化剂的研究进展 1
1.1.1 光催化研究背景 1
1.1.2 光催化基本机理 2
1.1.3 光催化剂研究现状 3
1.2 gC3N4复合光催化剂的性质和应用 3
1.2.1 gC3N4复合光催化剂的研究现状 4
1.2.2 gC3N4复合光催化剂的应用 4
1.3 光催化剂的改进技术 5
1.3.1物理复合改性 5
1.3.2化学掺杂改性 5
1.3.3微观结构调整 6
1.3.4多孔结构...6
1.3.5纳米颗粒和纳米棒...6
1.3.6纳米薄层...6
1.4 gC3N4复合光催化剂的制备方法 6
1.4.1 水热法 6
1.4.2 沉淀法 7
1.4.3 模板法 7
1.5 本论文研究的目的、意义和研究内容 7
1.5.1 选题的目的及意义 8
1.5.2 本论文研究的内容 9
第二章 实验部分 10
2.1 实验仪器及所用化学试剂 10
2.1.1 实验仪器 10
2.1.2 化学试剂及规格 10
2.2 样品制备 11
2.2.1制备gC3N4 11
2. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2.2 制备制备gC3N4/Ag3PO4 11
2.3 样品表征 11
2.3.1 X射线衍射分析（XRD） 11
2.3.2 扫描电镜分析（SEM） 12
2.3.3 能谱分析（EDS） 12
2.3.4 紫外可见吸收光谱 13
2.4 光催化降解实验 13
第三章 结果与讨论 15
3.2 样品的形貌分析（SEM） 15
3.3 样品的元素分析（EDS） 16
3.4 光催化降解罗丹明B的活性评价 18
3.4.1 可见光下光催化降解罗丹明B的活性评价 19
3.4.2样品的量对可见光光催化降解罗丹明B的影响分析 20
3.4.3 gC3N4/Ag3PO4复合光催化剂对不同染料的降解效率 21
3.4.4罗丹明B的浓度对可见光光催化降解过程的影响分析 22
3.5 gC3N4/Ag3PO4复合光催化剂的捕获实验..23
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 光催化剂的研究进展
1.1.1 光催化研究背景
随着世界工业的快速发展，污染环境越来越近引起业界的关注，解决环境问题越来越成为当代人们的责任，更是义务。如何减少和控制水质等污染已成为全球性问题。每年从太阳上通过太阳光辐射到地球上的能量有很多，用煤来相比的话，大约相当于一兆吨煤[1]，属于当今世界可以开发和利用的最大能量。水质恶化，严重威胁人民生命安全的现代工业发展。在人类活动的过程中，不可避免会产生许多的生活废弃物排入水体，造成或多或少的水污染[2]。如果人们完美利用，人类社会就可以实现可持续发展。现在，越来越严重的环境污染，使人们对未来产生担忧，所以利用无污染的太阳能，这是非常有价值的。太阳能利用方式在2个方面[3]，包括光热转换和光电转换。据太阳产生核能的速率的估计，氢气足以维持数十亿年的储备，地球能源也即将几十亿年的寿命，在这个意义上，可以说太阳的能量是取之不尽，用之不竭。太阳能就是常说的太阳光，主要用于发电或提供能量[4]。我国水资源总量约占一兆，其中水资源总量约为一半。但由于中国人口众多，人均消费量仅为世界人均消费水平，在世界上，中国水资源分布不均，导致中国进入了一个极端缺水的国家。同时，中国也是世界上最大的污水排放量和增长最快的国家之一，这加剧了我国水污染控制的难度。目前，水污染已成为制约中国的经济因素之一。解决水污染问题已迫在眉睫。然而，废水的传统方法只允许污染物，固化和转移，不能完全降解污染物，达到理想的去除效果。例如，物理吸附和化学沉淀法，不仅有机物质的分解，但会产生大量的有机污泥处理成本增加。因此，积极开发新的高效污水处理技术已成为当今环保产业的重要课题之一。自地球生命诞生以来，它主要靠的是太阳提供的热量辐射来生存。自古以来，人类就学会了用在阳光下，如粮食生产方法，如盐和盐腌鱼干燥[5]。太阳能广义还包括大地风能，化学能，水能等。印染废水处理很难，组分繁杂，重金属和毒性生物难以降解，并含有多种生物毒性物质或导致“三信”高性能有机污染物，环境污染的危害极度大。主要危害是如下：环境色度废水污染，环境的废水重金属污染等。重金属存在于染料中，其中铬，铅，汞，锌等不能生物降解 [6]，它们是在自然环境中持久性的重金属盐的废水，并且将继续通过食物链，在人类体内积累。有机染料是被卤素苯环上的芳族化合物为氢，后来被取代的芳香胺生成卤化物，芳香族胺的化学品。近年来，随着生活用品的提高，人们越来越追求生活质量，但是，随着工业化的发展，污染是不可避免的，所以如何解决和处理这些污染已经成为不可缺少的人的主题。现实生活中，洗涤剂被广泛使用，但其中许多含有氮，磷等，尿素也常用于每个印刷进程使用，在处理磷废水时，总氮含量增加，使得水质发生富营养化[7]。在世界各地，水污染，大气污染等大型污染事件层出不穷，人们深受污染物的毒害。例如，在日本，已经发生“水俣病”和其他污染事故造成汞污染。废水中有机物含量高，组成复杂，有害物质含量高。因此，污水处理，各种有机回收和处理的污染，不仅可以节约资源，同时也为人类的可持续发展有着巨大的优势。因此，人类对于无污染太阳能的利用，以及染料的光催化降解的追求，导致了半导体光催化剂的不断发展，寻找有效降解有机污染物的光触媒。洗涤剂中一般的酸，碱，盐等物质，虽然相对来说是无害的，但它们仍然对环境造成一定影响。如果废水不经处理直接排放，将造成日益紧张的饮用水，对未来社会造成巨大威胁[8]。如在染料降解使用的，由于成本低且无毒，它提供了一种新的污染控制技术的巨大潜力。印染废水是世界公认的严重的工业污染源[9]，往往很难降解、有毒有机污染物，其中偶氮化合物和芳香胺还具有致癌、致畸。
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