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采用水热法制备基于类石墨相氮化碳-氧化锌(g-C3N4-ZnO)与氧化石墨烯(GO)和二硫化钼(MoS2)复合的高效的可见光光催化复合材料系列,包括二元复合材料g-C3N4-ZnO(CZ)、与三元复合材料GO-20%g-C3N4-ZnO(GCZ)和MoS2-20%g-C3N4-ZnO(MCZ)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、光致荧光光谱(PL谱)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、瞬态光电流响应等对样品进行表征,研究了单独引入g-C3N4以及与MoS2或GO协同作用对ZnO晶体形貌、结构、成分和光催化活性的影响。主要实验结果如下:Ⅰ制备出高效的二元复合催化材料g-C3N4-ZnO(g-C3N4:020wt%)。SEM和XRD分析表明:CZ(g-C3N4:020wt%)均保持ZnO的六方纤锌矿结构,且g-C3N4为类石墨相,微观形貌呈现纳米颗粒且无规则的聚集,颗粒间呈现孔隙。XPS分析进一步确认Zn为+2价,UV-Vis DRS吸收光谱分析显示随着g-C3N4质量占比的增多,g-C3N4-ZnO的吸收边逐渐红移,表明g-C3N4与ZnO能很好地耦合在一起。在可见光照射230 min后,4%CZ、8%CZ、16%CZ、20%CZ降解亚甲基蓝(MB)溶液的降解率依次为65.4%、71.9%、80.9%、87.8%。随着g-C3N4所占百分比的增多,可见光光催化效率逐渐增强。Ⅱ制备出高效的三元复合催化材料GO-20%g-C3N4-ZnO(GO:2wt%20wt%)。SEM和XRD分析表明:GCZ(GO:2wt%20wt%)均保持ZnO的六方纤锌矿结构,且g-C3N4为类石墨相。XPS测试分析进一步确认,Zn表现+2价,N 1s和C 1s的高分辨图谱呈现不同化学状态的氮和碳共存模式,表明成功合成了GO-20%g-C3N4-ZnO。在可见光照射230 min后,2%GCZ、10%GCZ、15%GCZ和20%GCZ降解MB溶液的降解率依次为75.8%、92.5%、100%、93.4%,其中1020%GCZ复合材料的可见光催化效率均明显优于20%CZ的可见光催化效率,当GO所占质量百分比为15%时,表现出最好的可见光催化效率。PL光谱和瞬态光电流测试分析表明:GO作为有效载体,与g-C3N4-ZnO类似异质结构耦合在一起,存在明显的电子转移现象,抑制g-C3N4-ZnO中光生电子-空穴对的复合,提高其可见光催化性能。Ⅲ制备出三元复合催化材料MoS2-20%g-C3N4-ZnO(MoS2:0.2wt%2wt%)。随着MoS2质量占比的增多,PL光谱强度逐渐降低;0.20.8%MCZ的吸收边发生红移。在可见光照射230 min后,0.2%MCZ、0.8%MCZ、1.6%MCZ和2%MCZ对MB溶液的降解率依次为89.3%、74.0%、78.2%、69.0%。