基于N缺陷g-C3N4的复合光催化剂的制备及其光催化降解水中抗生素的研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bluedogdog
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于农业、水产畜牧养殖等行业滥用抗生素,导致水体中大量抗生素残留,寻求简便、高效、绿色的方法降解水中抗生素刻不容缓,半导体光催化技术已被广泛用于水中有机污染物的降解。石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种极具应用前景的非金属半导体光催化剂,为了克服纯相g-C3N4光能吸收不足、比表面积小和光生电子空穴对的快速重组等缺陷,提高其对抗生素的光催化效率,本课题将催化剂的结构缺陷与构建异质结相两种催化剂改性方法相结合,分别选择窄带隙的Dy VO4、宽带隙的KNb O3及助催化剂Co P纳米颗粒与N缺陷g-C3N4复合(g-C3Nx),构建了Dy VO4/g-C3Nx、KNb O3/g-C3Nx和Co P/g-C3Nx三种异质结复合光催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)和光致发光光谱(PL)等手段对合成的催化剂进行了表征。测试了催化剂在可见光下对四环素(TC)的光催化降解效率以评价光催化活性,并推测了可能的电荷迁移机理和TC的降解路径,研究结果如下:(1)通过简单的沉淀煅烧法成功地合成了Dy VO4/g-C3Nx复合光催化剂。Dy VO4/g-C3Nx具有较窄的带隙、较高的导电性能和较明显的可见光收集能力,对TC的降解具有良好的可见光催化活性。其中,10%Dy VO4/g-C3Nx表现出最佳的光催化性能,在可见光照射下60 min内对TC的降解效率高达92%,明显高于各纯相g-C3N4、Dy VO4、g-C3Nx和复合物Dy VO4/g-C3N4对TC的降解效率。光催化活性的提高主要是由于其缺陷结构和异质结的构建同时提高了复合物对可见光的吸收和光生电子-空穴对的分离效率。(2)通过浸渍热法制备了KNb O3/g-C3Nx复合材料。该复合催化剂的带隙能由纯相KNb O3的3.3 e V减小至2.78 e V,大大增强了对可见光的吸收能力,克服了宽带隙半导体KNb O3只受紫外光激发的问题。KNb O3/g-C3Nx在可见光下对TC具有出色的光催化活性,120 min内可降解降解84%的TC,降解动力学常数分别是KNb O3,g-C3N4和g-C3Nx的125倍、10.71倍和3.75倍。(3)通过原位沉淀-磷酸化法成功地将g-C3Nx和Co P助催化剂复合合成Co P/CNx复合光催化剂,不仅有效地扩展了可见光吸收范围,而且g-C3N4结构中的N缺陷和助催化剂Co P的协同作用大大提高了复合材料中光生电子-空穴对的分离效率,从而显著增强了其对TC的光催化活性。5%Co P/CNx在120分钟可见光照射下对TC的光降解率为97%,降解速率分别是纯CN和CNx的6.84和4.33倍。
其他文献
近年来,城镇化率持续增高,作为可以有效缓解城市交通压力的地铁工程已逐步从一线城市向二线城市转移。由于深基坑工程的复杂性,施工引起的基坑自身变形、周围土体和建筑物的不均匀沉降可能会影响车站和周围建筑物的正常使用。本文依托柯华路站基坑的地质条件和监测资料,对深厚软土地区车站基坑施工引起的周边环境变形进行了研究,主要研究内容如下:(1)对基坑及周边环境的变形规律和计算进行了研究总结;用统计分析的方法研究
近年来,随着信息技术的不断发展,人们的日常生活渐渐地趋向数字化,信息互联为人们带来了诸多的好处的同时也带来了不少的安全隐患,越来越多的非法用户在互联网上以盗取用户私密信息牟利,保护信息安全势在必行。自从公钥密码体制出现后,该体制一直在密码学领域扮演着重要的角色,但随着科技的不断进步,信息开始变得复杂多样,人们对加密系统灵活性的要求越来越高,点对点式的公钥加密体制已经无法满足访问控制的需求,属性基加
跨座式单轨列车车轮是单轨列车中较为重要的部件,在行驶过程中,单轨列车与轨道之间所有的力均是通过车轮传递的,因此车轮对单轨列车行驶的安全性、舒适性和稳定性都有着很大
从1996年起,上海第一次举办上海喜力网球公开赛以来,职业网球赛事进入到中国,至今已近三十年。近年来,网球运动在国内有了迅速的普及,职业网球赛事在国内得到了飞速的发展,但是现如今国内网球职业赛事与国外成功的赛事相比较而言,还有着很多的不足。昆明网球公开赛(简称昆网)作为亚洲顶级红土挑战赛,为了赛事的可持续发展,必须找出影响赛事可持续发展的问题,探索制约赛事可持续发展的原因,提出针对性的政策。本文以
目的:本研究利用解脲支原体(Ureaplasmaurealyticum,Uu)感染小鼠,制备非淋菌性阴道炎(non-gonococcal vaginitis,NGV)动物模型,通过萆薢分清饮对NGV小鼠的阴道微生态整体菌群的消长变化、血清免疫因子的改变以及生殖器组织病理变化等指标评价疗效,探索萆薢分清饮治疗NGV疗效机制,为该方进一步推广提供理论依据。方法:1.选取SPF级雌性BALB/c小鼠,随
作为国家运输行业的重要组成部分,中国高铁发挥着日益突出的作用,为推动和促进国民经济发展方向作出了巨大贡献。随着我国高铁建设的迅猛发展,高速轨道交通引起的环境振动问题逐渐被人们重视起来。为了研究高速轨道交通对农业季冻区饱和土场地环境振动,评价其对周边建筑物及农业设施的影响,选择黑龙江省大庆市龙凤湿地就高速列车引起的饱和土场地振动进行了现场观测,采集了高速列车经过农业饱和土场地时的地表加速度时程,通过
近年来,我国高速重载铁路得到了广泛的发展,运输效率得到了很大的提高。同时,电力机车对牵引功率的要求越来越高,冲击和电压波动也越来越严重。由于牵引供电系统本身是三相不对称负荷,电力机车是单相整流冲击负荷,产生大量谐波和负序,注入电力系统,导致电力系统电能质量下降,这给电力系统的稳定运行带来了很大的安全隐患。因此,研究牵引供电系统电能质量的混合控制对提高电气化铁路的电能质量具有积极意义。本文针对电气化
近年来随着科学技术的进步,全国各地开始推进智慧城市、平安城市的建设,监控视频的智能化处理在智慧城市建设中发挥着重要作用。行为检测是智能视频处理系统的核心,目标检测是行为检测的基础。本文将主要研究监控视频中的目标检测和行为检测。在监控视频的目标检测方面,本文以Faster-RCNN为基础模型,分析了监控视频数据的特点,针对其中的难点,在特征选择、边界框回归、困难样本发掘等几个方面做出改进。改进后的模
自进入二十一世纪,我国在经济发展和科学技术等方面取得了长足的进步,但同时也出现了许多问题,大规模侵权案件的频繁发生正是众多问题之一。层出不穷的大规模侵权案件使我国
目的探究甘草泻心汤对抗生素诱导肠道菌群失调小鼠对血清中肿瘤坏死因子(TNF-α)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)表达和对肠黏膜病理组织学的影响,进一步探求甘草泻心汤对肠道菌群失调的调节机制。方法清洁级昆明小鼠48只,随机分为模型组40只、空白组8只,模型组给予的头孢拉定硫酸庆大霉素混合液灌胃进行造模,空白组给予生理盐水灌胃。造模成功后,模型组40只小鼠随机分为甘草泻心汤高、中、低剂量组、思连康