g-C3N4基復(fù)合光催化材料的制備及其降解鹽酸四環(huán)素研究.pdf

1、抗生素的濫用在臨床使用過程中顯現(xiàn)出許多副作用，而且抗生素殘留進入環(huán)境中，對生態(tài)平衡和人類健康帶來潛在危害。對抗生素的去除成為亟待解決的問題，但是抗生素廢水具有濃度高、色度大、毒性大和可生化性差等特點，采用傳統(tǒng)的生物或化學(xué)方法處理抗生素廢水效果不佳。類石墨相氮化碳(g-C3N4)光催化劑因穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低，具有合適的禁帶寬度和光催化活性，在環(huán)境領(lǐng)域備受關(guān)注。但是g-C3N4的光生載流子壽命短、量子產(chǎn)率較低，導(dǎo)致光催化活性受影響，在實際

2、應(yīng)用中受到限制。
　　本研究為了改善g-C3N4的光催化活性，將其與不同功能的材料復(fù)合分別制備了g-C3N4@ZnO、g-C3N4@Fe3O4和g-C3N4/HNTs三種復(fù)合光催化材料。采用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、紅外光譜分析、紫外-可見漫反射吸收光譜等表征技術(shù)對合成樣品的物理、化學(xué)特性進行表征分析。研究結(jié)果表明，采用溶劑熱法制備的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的g-C3N4@ZnO復(fù)合光催化劑，在改性過程中晶型結(jié)構(gòu)幾乎沒有受到影響，但可見光吸收

3、范圍明顯擴大，對可見光的響應(yīng)增強。采用簡單化學(xué)吸附法制備的g-C3N4@Fe3O4復(fù)合材料中Fe3O4納米顆粒均勻分散在g-C3N4表面和片層之間，因Fe3O4與g-C3N4之間晶格的差異，使g-C3N4@Fe3O4復(fù)合材料對可見光的利用率提高，同時因該材料具有磁力特性可以回收再利用。利用化學(xué)吸附法制備的g-C3N4/HNTs復(fù)合光催化劑對可見光的吸收范圍沒有發(fā)生明顯變化，這可能是因為HNTs材料對可見光幾乎沒有吸收，但由于該材料吸附和

4、光催化的協(xié)同作用使光催化活性明顯提升。
　　以鹽酸四環(huán)素溶液為降解目標(biāo)，300W氙燈為光源，來研究合成樣品的光催化性能和最佳復(fù)合比。當(dāng)ZnO負(fù)載量為40wt％時，復(fù)合光催化劑的光催化效率最佳，可去除96.31%的鹽酸四環(huán)素；g-C3N4與Fe3O4配比為3:1時，表現(xiàn)出最佳的光催化活性，對TC溶液的降解率為92.84%；因HNTs具有強的吸附性能可以為有機物提供吸附位點，g-C3N4/HNTs復(fù)合材料在光降解鹽酸四環(huán)素(TC)溶液