生物炭功能化g-C_3N_4光催化剂构筑及催化性能
南京林业大学南方现代林业协同创新中心;南京林业大学生物与环境学院;江苏洪泽湖湿地生态系统国家定位观测研究站
- 摘 要：
- 针对类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)在光催化降解污染物过程中光生载流子复合严重,导致其光催化活性差的问题,研究中以稻壳为生物炭原料、三聚氰胺为g-C_3N_4原料,采用热缩聚法构筑了生物炭修饰的g-C_3N_4复合光催化剂。生物炭材料的引入,可以充当良好的光生电子转移通道,促进复合材料中光生载流子的分离与传输,进而提高光催化降解罗丹明B(RhB)的效率。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外可见漫反射仪(UV-Vis-DRS)等,对所制备的复合材料的晶体结构、官能团组成及光学性质进行表征。通过在可见光下降解RhB,评价所制备材料的光催化性能。结果表明,所构筑的生物炭修饰g-C_3N_4复合光催化剂表现出优越的光催化降解RhB活性。探究了不同负载量生物炭对复合光催化剂降解RhB的影响,其中3%的生物炭添加量复合光催化剂具有最优的光催化性能,80 min内就可以将RhB完全降解。此外,通过对复合光催化剂的循环性能测试表明所制备的材料具有良好的循环稳定性。该项研究工作不仅拓宽了生物炭材料的应用范围,同时也为高性能、高稳定的光催化材料的构筑提供了良好的思路,对实现农林废弃物的资源化利用具有重大意义和广泛的应用价值。
关键词：生物炭;氮化碳;光催化;染料降解;稳定性
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