氮化硼基可见光响应复合光催化剂的合成及性能研究

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1、分类号：TB321密级：公开UDC：620编号：201421801001河北工业大学硕士学位论文氮化硼基可见光响应复合光催化剂的合成及性能研究论文作者：李肖鹏学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料物理与化学指导教师：唐成春职称：教授资助基金项目：国家自然科学基金(基金号：51372066)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsPhysicsandChemistryVISI

2、BLELIGHTRESPONSEOFBORONNITRIDEBASEDPHOTOCATALYTICCOMPOSITES:SYNTHESISANDPERFORMANCERESEARCHbyLiXiaopengSupervisor:Prof.TangChengchunMarch2017ThisworkwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51372066.摘要在当代，全球工业化进程不断加快，但是随之而来的环境污染尤其是

3、水污染，对人类的健康造成很大的威胁，为民众提供足量安全可靠的饮用水成为各国政府面临的一个严峻的挑战。在各种解决方法中，吸附法是去除水中污染物的一个简单、高效率的方法，但是吸附法只是简单的物理转移过程，且容易造成二次污染；半导体光催化技术是利用太阳光对水中污染物的降解，这种方法简单、环保、节能，但是效率较低。因此，吸附和光催化协同使用是一种较好的去除水中污染物的方法。本论文主要开展了一下几项工作：(1)研究多孔氮化硼负载硫化镉移除水中罗丹明B过程通过水热法将硫化镉(CdS)纳米颗粒负载到多孔氮化硼

4、表面，合成了BN-CdS复合光催化剂。经过测试发现，硫化镉的负载量明显影响了多孔BN的吸附性能，随着硫化镉含量增多，复合光催化剂的吸附性能逐渐降低，经过吸附-光催化测试表明，0.5%a-BN/CdS复合光催化剂对水中罗丹明B的移除效率最高，同时多孔BN的存在有利于提高CdS的光催化稳定性。(2)研究g-C3N4/BN移除水中罗丹明B过程基于吸附-光催化协同效应，我们选择了一种性能更加优良的光催化剂石墨相氮化碳(g-C3N4)，获得了g-C3N4修饰的多孔BN复合物。我们将多孔BN与三聚氰胺为前驱

5、体在氮气气氛中得到的g-C3N4，通过超声后均匀的混合在一起，经过后处理获得了g-C3N4/BN复合光催化剂，在可见光照射下通过其对水中高浓度罗丹明B的移除过程测试了解其吸附-光催化性能。实验结果表明，g-C3N4的含量为10%的复合物对水中高浓度罗丹明B的吸附-光催化性能最好，且经过4次循环利用后其对水中罗丹明B移除的性能变化很小，是一种较为理想的复合光催化剂。(3)多孔BN修饰的g-C3N4光催化剂对水中罗丹明B光催化降解研究这一部分主要是研究修饰少量的多孔氮化硼对g-C3N4在可见光下对于

6、水中低浓度罗丹明B的光催化降解效果的影响。将分别合成的g-C3N4与BN在无水乙醇溶液中通过搅拌，后处理得到了多孔BN修饰的g-C3N4复合物。经过光催化测试，发现多孔氮化硼对g-C3N4的修饰可以提高g-C3N4在可见光下光催化降解罗丹明B的效率。关键词：可见光光催化多孔氮化硼吸附复合材料IABSTRACTToday,processofglobalindustrilizationisrapidlyincreasingandthesubsequentenvironmentpollutionesp

7、eciallywaterpollutionismoreserious,leadingagreatthreattohumanhealth.Providingadequatesafedrinkingwaterbecomesachallengewhichwasfacedbyglowbalgovernments.Amongvariousmethods,adsorptionisoneofsimplestandmosteffectivemethodinremovalcontaminantsfromwater

8、.However,adsorptioncanonlytransferthecontaminantsandeasytocausesecondrypollution.Semiconductorphotocatalytictechnologycandegradepollutantsinwaterunderthesunlight.Thismethodissimple,environmentalprotection,energysavingbutlowefficiency.Theadsorptionand