g-c3n4基核壳结构复合光催化剂制备、表征及活性评价研究

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1、g-C3N4基核壳结构复合光催化剂制备、表征及活性评价研究Synthesis,CharacterizationandActivityAssessofg-C3N4BasedCore-shellStructureCompositePhotocatalyst学科专业：化学工程研究生：王淼指导教师：张自生教授天津大学化工学院二零一七年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同

2、工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要使用光催化技术解决严峻的环境污染以及能源危机问题，目前研究的重点目标为高活性的新型光催化剂，本文以

3、稳定性高的π-π共轭材料g-C3N4为基础，结合光催化领域研究较热的铋系、银系光催化剂材料合成新型复合光催化剂，具体研究如下：液相剥离得到的g-C3N4纳米片，BiVO4以及Ag2Mo2O7光催化剂单体采用水热法合成，借助化学吸附沉淀方法得到两种g-C3N4基核壳结构复合光催化剂：BiVO4@g-C3N4、Ag2Mo2O7@g-C3N4对催化剂性能进行表征，探究复合催化剂性能改变的对性能的影响，可见光下降解水体污染物进行光催化活性评价。成功制备得到的椭球型BiVO4@g-C3N4新型核壳结构复合光催化剂，当g-C3N4纳米片的包裹量为7wt.%时，复合光催化剂的催化活性

4、最高，在可见光下催化降解RhB进行光催化剂的系统活性评价，光照60min可以降解90%的染料，是BiVO4单体催化剂活性的7倍。同样方法制备的纳米棒状核壳结构Ag2Mo2O7@g-C3N4在可见光下催化活性评估结果为最佳包裹量为5wt.%，催化活性是Ag2Mo2O7单体的3倍。分析可知g-C3N4的包裹强化化学键作用，形成新的π共轭系统。光催化降解循环五次之后复合催化剂的催化活性保持高稳定性。核壳结构增大核层催化剂以及g-C3N4纳米片壳层的接触面积，界面化学键作用的增强，生成更多的活性位点，且壳层g-C3N4纳米片缩短了光生电荷的传递距离，抑制光生电子-空穴对的再结合

5、，进而提高复合光催化剂的催化活性。催化剂光催化降解过程机理可以借助光电测试以及淬灭实验结果分析进行推测。新型核壳结构复合光催化剂新型效应为催化剂研究提供一种新的研究方向和思路。关键词：g-C3N4基复合光催化剂，BiVO4@g-C3N4，Ag2Mo2O7@g-C3N4，核壳结构，可见光，RhB降解I万方数据ABSTRACTWiththechallengeofenvironmentpollutionandenergycrisis,photocatalytictechnologyisthepossiblesolution.Theaimoftheresearchfocuson

6、thethenovelphotocatalystwithhighactivity.Thisarticleisbasedontheπ-πconjugatedg-C3N4materialwithhighstablility,combinedwiththematerialslikebismuth-based,silver-basedphotocatalyst,synthesisthenewcompositephotocatalyst,moredetailsareasfollows:Theg-C3N4nanosheetwasobtainedbytheliquidexfoliat

7、ed,BiVO4andAg2Mo2O7werepreparedbythehydrothermalmethod.BiVO4@g-C3N4andAg2Mo2O7@g-C3N4core-shellcompositephotocatalystsweresynthesizedbychemicaladsorption.Thenewcompositeswereexaminedwithvariouscharacterizationtechniques,theeffectsofthestructurechangeontheperformanceofthep