改性石墨相氮化碳及其复合物的光催化性能研究

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2、答顧期＿Ｉ．＿遲幽＿？観—本人郑重声明，Ｉ：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容ＩＷ外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构Ｉ的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己Ｉ在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。Ｉ学位论文作者签名：巧■參、ｆ年《月曰《＇＾■—Ｉ１学位论文版权使用授权书

3、ＩＩ江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）ｊ电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研巧生院办理。

4、本学位论文属于不保密巧／学位论文作者签名：Ｉ专愛｜指导教师签名ｆ年月曰如年＾月（作个韦江苏大学硕士学位论文摘要石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新型二维半导体光催化材料，因其优异的物理特性和化学稳定性，丰富的原材料来源和低廉的价格，易于修饰，合适的能带结构等优势，在光催化分解水制氢和光催化降解有机污染物领域具有巨大的研究和应用价值。本论文通过工艺优化制备出具有设计形貌的g-C3N4，进而对其进行掺杂改性和复合，合成出具有优良光催化活性的催化材料，为g-C3N4复合化研究和拓宽其应用领域提

5、供重要参考。本文的主要研究工作包括：采用LiCl和KCl作为加热介质，煅烧巴比妥酸和二氰二胺的混合前驱体，合成出具有二维片层形貌的碳掺杂g-C3N4(mg-CN)。实验证明制备出的产物为具有(C3N4)x-(C7N7)y结构单元的碳氮化合物，且产物存在明显的层状结构。样品与g-C3N4存在类似的物相结构和官能团，UV-vis光谱呈现出明显的红移，且可见光吸收能力明显提高。通过离子热共聚法合成的mg-CN，显著提升其比表面积。荧光光谱显示离子热共聚法制备出的mg-CN，其荧光强度明显低于原始g-C3N4，表

6、明mg-CN的电子空穴复合率低于原始g-C3N4。当巴比妥酸的量为0.52g，二氰二胺为2.0g时，制备出的样品具有最佳的光催化活性，90分钟内将催化效率从41.5%提升到83.8%。循环降解实验也说明了制备的光催化剂在4次循环实验后仍具有较高的降解率。以上述方法制备出的mg-CN与BiOBr通过水浴化学原位生长法，成功制备出mg-CN/BiOBr复合光催化剂。实验发现，mg-CN/BiOBr的显微结构为BiOBr为基底，mg-CN附着在BiOBr片层上，复合物包含g-C3N4和BiOBr的主要官能团。随

7、着mg-CN的含量增加，催化剂的BET比表面积随之增大，复合光催化剂的可见光吸收能力随mg-CN含量的增加而增强。对所有样品在可见光下降解RhB的实验显示，30wt.%，50wt.%和70wt.%mg-CN/BiOBr三个样品均能在6分钟内有效降解污染物，但是50wt.%mg-CN/BiOBr具有最佳动力学系数，说明mg-CN与BiOBr在质量比为1:1时存在最大相互协同作用。复合光催化剂同时具有良好的稳定性和重复回收利用性。通过PL和光电流测试证明了通过将两种半导体进行复合后，其光生电子-空穴对的复合率

8、明显降低。以酵母菌为模板，通过简单的培养酵母菌与二氰二胺并混合煅烧，制备出具有球状形貌的g-C3N4。XRD衍射分析发现产物具有同g-C3N4相同的晶型；I石墨相氮化碳的改性及其复合物的光催化性能对样品的形貌观察发现，以酵母菌为模板制备的样品具有少量的球状颗粒和球形孔洞；样品的FTIR光谱显示通过模板煅烧出来的样品与g-C3N4具有相同的官能团结构，且出现多余的有机物官能团吸收峰；样品的Uv-vis曲线显示，通过模板法煅烧出来