【摘 要】
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随着工业社会的发展,环境污染这一问题逐渐显现。为了将工业排放的大量挥发性有机化合物（VOC）降解,人们运用了多种处理手段。其中,光催化由于其绿色、环保、可持续等优点而广受青睐,开发具有优异性能的光催化剂成为光催化实际应用的重中之重。石墨氮化碳（g-C3N4）拥有稳定的性能和较为良好的可见光响应,且性价比高、容易制备,是最受欢迎的光催化剂之一。但是传统方法制备的g-C3N4比表面积小,光生载流子容易
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随着工业社会的发展,环境污染这一问题逐渐显现。为了将工业排放的大量挥发性有机化合物（VOC）降解,人们运用了多种处理手段。其中,光催化由于其绿色、环保、可持续等优点而广受青睐,开发具有优异性能的光催化剂成为光催化实际应用的重中之重。石墨氮化碳（g-C3N4）拥有稳定的性能和较为良好的可见光响应,且性价比高、容易制备,是最受欢迎的光催化剂之一。但是传统方法制备的g-C3N4比表面积小,光生载流子容易复合,这些缺点对其光催化活性有很大影响。本文通过用其它材料与之复合、改性剂调整形貌等方法对g-C3N4进行改性,从而获得大比表面积、高催化活性的g-C3N4光催化半导体材料,并通过XRD、氮气吸附脱附曲线等表征对所制备样品的性能进行研究。1、大比表面积g-C3N4/Fe2O3异质结的制备及其光催化降解气体污染的性能研究采用湿化学法制备了具有较大比表面积的g-C3N4/Fe2O3异质结光催化剂。改变g-C3N4和Fe2O3的比例以研究可选的光催化性能。通过可见光辐射下异丙醇的降解量评估样品光催化活性,与单组分g-C3N4相比,g-C3N4/Fe2O3异质结的光催化活性有所提升,分别是g-C3N4的5.3倍和Fe2O3的9.3倍。为了探索g-C3N4/Fe2O3异质结光催化性能增强的原因,研究了g-C3N4、Fe2O3的能带结构和g-C3N4/Fe2O3异质结能带结构,发现g-C3N4/Fe2O3异质结有利于光生电子和空穴的分离和传输。此外,比表面积的大小也影响光催化活性,g-C3N4/Fe2O3复合材料的比表面积都大于纯g-C3N4,大的比表面积可以为光催化反应的进行提供更多的活性位点。这种无毒、稳定的g-C3N4/Fe2O3复合材料具有优异的光催化性能,在空气净化领域有强的应用潜力。2、管状改性g-C3N4半导体光催化降解有机污染物的研究采用简单的水浴加热法制备了具有特殊形貌的管状g-C3N4。在前驱体中添加的对苯二甲醛改变了g-C3N4的原始形貌,使纯g-C3N4层状卷曲为管状结构,从而增大比表面积,提供更多的活性位点。此外,对苯二甲醛改性后的g-C3N4能够有效降低电子空穴对的复合率,从而使光催化活性增强。这种易制备、无毒、物理化学性能稳定的光催化材料,为空气净化领域提供一个新思路。
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