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H-TiO2/g-C3N4的制备及光催化降解性能研究

2021-06-18李超钟婉菱刘小明雷彩霞

李超,钟婉菱,刘小明,雷彩霞

(广西大学 资源环境与材料学院,广西 南宁 530004)

0 引 言

我国水资源短缺,人均可用水量低,且工业废水排放量大[1],将工业废水中的有毒有害物质[2]处理后可得到干净的淡水。因此,将工业废水处理净化之后加以循环利用,能够有效缓解我国水资源短缺问题。光催化技术可直接利用太阳能,将有毒有害物质降解为无毒的小分子量的有机物和水,处理过程绿色无二次污染被视为处理废污水的有效方案。常见的半导体光催化剂有TiO2,g-C3N4,ZnO,α-Fe2O3等[3-6]。纳米TiO2因其稳定性和无毒性被认为是富有前景的光催化材料,但TiO2的宽禁带(约3.2 eV)和光生电子与空穴的高复合速率限制其广泛应用[7]。同时,g-C3N4作为一种原料丰富的新型半导体材料备受关注。然而,单一的g-C3N4同样受制于光生电子-空穴对复合快的限制,不能满足于应用[8]。将TiO2与g-C3N4两种光催化剂复合是一种提高光催化效率的有效方式。N.T.T.Truc等[9]将g-C3N4与Nb-TiO2进行复合,50Nb-TiO2/50g-C3N4材料拥有高还原CO2能力,达到了利用可见光的目的,提高了光催化剂效率。由于g-C3N4呈二维纳米片结构,较多研究选择将g-C3N4包裹在其他材料上进行复合,这样能够很好地保持材料形貌,但很少有人研究g-C3N4的引入对其他材料的形貌影响。以往研究[10]表明,水热液相沉积法可以直接制备得到光催化活性较高的锐钛矿型TiO2纳米颗粒,且这个制备过程为水解过程,能够通过化学结合力将TiO2与其他基底材料进行很好地复合。

本文将g-C3N4添加到H-TiO2水热前驱体溶液中,使H-TiO2在形成过程中依靠化学作用力结合在g-C3N4表面。……

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