【摘 要】
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现今使用半导体光催化技术成为了热门的水处理技术。因g-C3N4制备简单、成本低、环境友好、带隙适中、热稳定性高等优点被认为是具有广阔前景的候选材料。但是其光生e-/h+对易复合,光响应边宽等缺点制约了其应用,因此需要对g-C3N4进行一定程度的改性以提高其光催化性能。而在本文的研究中采用水热合成和湿浸渍相结合的新方法合成了MoS2-Zr O2/g-C3N4三元复合光催化剂和MoS2-V2O5/g-
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现今使用半导体光催化技术成为了热门的水处理技术。因g-C3N4制备简单、成本低、环境友好、带隙适中、热稳定性高等优点被认为是具有广阔前景的候选材料。但是其光生e-/h+对易复合,光响应边宽等缺点制约了其应用,因此需要对g-C3N4进行一定程度的改性以提高其光催化性能。而在本文的研究中采用水热合成和湿浸渍相结合的新方法合成了MoS2-Zr O2/g-C3N4三元复合光催化剂和MoS2-V2O5/g-C3N4三元复合光催化剂。采用x-射线衍射（XRD）和场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）对各个催化剂的结晶度和形貌进行表征。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）用于分析催化剂中的化学键类型。采用紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、X射线光电子能谱（XPS）和能谱分析（EDS）测试了催化剂的带隙和元素组成。表征表明,催化剂成功制备,带隙也得到了改善。在模拟可见光条件下,通过降解一定浓度的罗丹明B溶液,研究了光催化剂的光催化活性。此外,通过循环和活性自由基的捕获实验探讨了三元复合光催化剂的稳定性和光催化机理。采用水热合成和湿浸渍相结合的新方法合成了MoS2-Zr O2/g-C3N4三元复合光催化剂。在模拟可见光条件下,使用MoS2-Zr O2/g-C3N4三元复合光催化剂降解一定浓度的罗丹明B溶液,实验结果表明纯g-C3N4、MoS2、Zr O2或二元复合光催化剂的光催化性能均低于MoS2-Zr O2/g-C3N4三元复合光催化剂。在光照40 min后,质量比为5%的MoS2-Zr O2/g-C3N4最佳配比的降解率达到99.8%。紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）和光致发光光谱（PL）的测试结果也表明了将MoS2和Zr O2掺杂进g-C3N4中可以有效地降低带隙并加快光生e-/h+对的分离速率。另外,经过五次循环实验之后发现MoS2-Zr O2/g-C3N4三元复合光催化剂对于罗丹明B溶液的降解率仍然可以保持在90%以上,具有较好的稳定性。采用水热合成和湿浸渍相结合的新方法合成了MoS2-V2O5/g-C3N4三元复合光催化剂。在模拟可见光条件下,使用MoS2-V2O5/g-C3N4三元复合光催化剂降解一定浓度的罗丹明B溶液,实验结果表明纯g-C3N4的光催化性能远低于MoS2-Zr O2/g-C3N4三元复合光催化剂。在光照30 min后,质量比为5%的MoS2-Zr O2/g-C3N4最佳配比的降解率达到99.18%。除此之外,紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）的测试结果也表明了将MoS2和V2O5掺杂进g-C3N4中可以有效地降低带隙。另外,通过活性自由基的捕获实验推测出MoS2-V2O5/g-C3N4三元复合光催化剂可能的光催化机理。通过向g-C3N4中掺杂MoS2、V2O5和Zr O2对g-C3N4进行改性。各项测试结果表明掺杂不仅可以有效地降低带隙,更可以加快光生e-/h+对的分离速率,从而提高光催化性能。并为未来g-C3N4的改性以及新型光催化剂的制备提供新思路。
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