【摘 要】
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氧化亚铜(Cu2O)作为一种P型半导体,能带带隙约为2.17 eV,能充分利用可见光区域,无毒,制备简单,属于一种理想的光催化材料;石墨烯作为一种二维材料,因其优异的电学光学性质被广
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氧化亚铜(Cu2O)作为一种P型半导体,能带带隙约为2.17 eV,能充分利用可见光区域,无毒,制备简单,属于一种理想的光催化材料;石墨烯作为一种二维材料,因其优异的电学光学性质被广泛研究;石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新型的材料,具有良好的半导体性能和化学稳定性。通过将还原氧化石墨烯(RGO)和石墨相氮化碳(g-C3N4)与氧化亚铜(Cu2O)复合,能有效提供材料的光催化性能。本文采用水热法制备出了不同形貌的氧化亚铜材料,不同含量的Cu2O/RGO以及Cu2O/g-C3N4复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对材料的形貌结构进行了表征分析;采用紫外可见分光光度计(UV)、荧光光谱(PL)分析材料的光学性能;通过降解甲基橙溶液的程度来比较不同催化剂的光催化性能。研究表明,添加不同量的表面活性剂能够改变Cu2O的形貌,实验中分别制备出了立方体、十四面体、八面体以及类球形Cu2O材料,类球形Cu2O因其较大的比表面积和较小的粒子尺寸表现出较强的光催化性能,光降解效率达到了68.88%。Cu2O/RGO复合材料加入RGO之后,Cu2O形貌仍为类球形,分散于还原氧化石墨烯薄层上,复合材料光催化性能得到了提高,当RGO的复合量为0.03 g时,降解率达到了89.90%,同时复合材料的稳定性也得到了提高。通过将g-C3N4与Cu2O复合,材料表现出优异的光催化性能,并且稳定性也有所提高。经过12 h离心后,g-C3N4呈现出片层结构,Cu2O颗粒分散其片层结构上。当g-C3N4的含量为0.5 g时,光降解率能够达到95.70%。
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