【摘 要】
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光催化技术目前在环境和能源领域都拥有越来越广阔的前景,是有效利用太阳能,解决能源与环境问题的重要手段。石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种具有可见光响应的新型光催化材料,具有无毒无害,制备简单,良好的热稳定性和化学稳定性等优点,是近些年来的研究热点材料。但g-C3N4也存在比表面积小,可见光响应不足,光生电子和空穴复合率过高等问题。本文针对g-C3N4存在的缺陷,通过引入另一半导体材料氧化铈（CeO
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光催化技术目前在环境和能源领域都拥有越来越广阔的前景,是有效利用太阳能,解决能源与环境问题的重要手段。石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种具有可见光响应的新型光催化材料,具有无毒无害,制备简单,良好的热稳定性和化学稳定性等优点,是近些年来的研究热点材料。但g-C3N4也存在比表面积小,可见光响应不足,光生电子和空穴复合率过高等问题。本文针对g-C3N4存在的缺陷,通过引入另一半导体材料氧化铈（CeO2）构建出异质结材料,对其进行了改性。本课题研究还对所制备材料的物理、化学特性及光催化活性进行了分析测试。其中X射线衍射图谱（XRD）,X射线光电子能谱（XPS）及场发射电子扫描显微镜（FESEM）等表征结构都证明我们已成功将CeO2引入g-C3N4,构建出复合材料。而以氯贝酸（CA）为目标污染物的降解实验也证明,相比于纯g-C3N4,复合材料具有更好的光催化活性,复合材料的降解效果达到了一小时98.5%。同时通过影响因素分析,我们找到了最佳的复合比例,催化剂投加量等条件。在分析初始p H影响时,我们发现复合材料g-C3N4/CeO2-3在光催化降解CA时受p H影响很明显,在酸性条件下的降解效果很好而当初始p H为碱性时降解效果较差。结合污染物的性质和材料的零点电位,我们认为这是由于污染物和催化剂表面静电排斥力的影响。同时,我们发现g-C3N4/CeO2-3对不同污染物的降解存在选择性,经过分析,我们提出了其中可能存在的机理。此外,本文还将过硫酸盐（PDS）加入了g-C3N4/CeO2-3光催化体系,提高了体系的光催化能力。通过分析测试,加入PDS后体系对于双酚A（BPA）的降解率有很大提高,达到一个小时降解82.6%。我们也同样探究了该条件下不同影响因素的影响,其中可以看出,过多的PDS投加量会影响光催化降解效果,这可能是因为过多的PDS会消耗体系中的自由基。而初始p H对降解率影响也很大,趋势仍然是在酸性条件下降解效果好,碱性条件下降解效果差。同时我们对g-C3N4/CeO2-3+vis+PDS体系的降解机理进行了分析,探究了其中的降解路径,认为是以非自由基过程为主,自由基过程为辅的降解机理。
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