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摘要以纳米半导体颗粒为催化剂，利用太阳能，直接光催化分解水和分解有机污染物具有广阔前景。而稀土基氧化物及其衍生物具有高氧离子传输率及高稳定性受到广泛关注。有机半导体石墨相氮化碳材料(g-C3N4)，由于禁带宽度较小，在可见光区域有吸收 ，且具有优良的稳定性、制备方法简单、本身无毒等特点，但由于其光生电子-空穴对具有较高的复合率和对光的利用率较低，导致光催化效率较低限制了其实际应用，通过与稀土基化合物进行复合，从而改善其光催化性能。本论文通过水热法合成具有纳米尺寸的稀土基氧化物 CeO2，并利用其衍生物 CeVO4与二文材料g-C3N4形成复合材料，通过 XRD，SEM，TEM，UV-vis等手段表征其结构，并探究了稀土基氧化物对罗丹明B(RhB)及亚甲基蓝(MB)的光催化性能。26731
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毕业论文关键词 g-C3N4 CeVO4 CeO2 水热法 光催化
Title Preparation and photocatalytic performance of rare earth oxide/g-C3N4 composites
Abstract
Semiconductive nanoparticles, as photocatalyst, has broad prospect in water
splitting and photodegradation of organic pollutants. Many researchers focus on
Rare earth oxide due to its derivative possess high oxygen ionic conductivity and
stability. The organic semiconductor graphitic carbon nitride (g-C3N4) has
appropriate band gap, absorption in the visible light region, high thermal and
chemical stability, simple preparation, non-toxic. However, high photogenerated
electron - hole pair recombination rate and poor light utilization rate result
in a bad photocatalytic efficiency, which limit its practical application. It maybe
improve photocatalyst performance of g-C3N4 by compositing rare earth oxide.
In this paper, We use hydrothermal method to synthesize CeO2 nanoparticle, and
composite two-dimensional g-C3N4 with CeVO4. The as-prepared samples were
characterized by XRD, SEM, UV-vis spectroscopy and its photocatalytic properties
is evaluated by the degradation of rhodamine B(RhB) and methylene blue(MB).
Keywords g-C3N4 CeVO4 CeO2 hydrothermal method photocatalysis
目 次
1 绪论 1
1．1 研究背景... 1
1.2 类石墨碳化氮聚合物(g-C3N4)材料 2
1.3 CeO2材料.4
1.4 CeVO4材料.. 5
1.5 半导体光催化剂的制备方法.. 5
1.6 半导体光催化剂的表征方法.. 6
2 实验部分 9
2.1 实验试剂及仪器.. 9
2.2 制备方法 10
2.3 光催化剂 CeO2的制备..10
2.4 光催化剂 CeVO4/g-C3N4的制备...11
2.5 光催化剂 CeO2及 CeVO4/g-C3N4的表征 11
3 表征结果分析.. 12
3.1 XRD结果分析...12
3.2 形貌分析 13
3.3 紫外可见光吸收能谱分析 16
3.4 光催化能力分析 17
结 论 20
致 谢 21
参考文献.. 22
1 绪论
1．1 研究背景
20 世纪以来，飞速发展的现代科技在给人类带来的快捷和方便的同时，也让人类承担着
盲目开发所造成环境污染的恶果。环境污染造成的物种多样性锐减，温室效应等问题已经严
重威胁着人类的继续繁衍与生存。
因此环境保护和治理的关键是能够开发能把各种化学污染物无公害化的实用技术。由于
现在使用的各种污染物处理方法总会存在效率低，易产生二次污染等缺点，人们迫切需要能
耗低，适用范围广，深度氧化能力强的化学污染物清除技术[1]
。在这样的背景下，光催化技
术逐步发展并逐渐成为一门具有利用光能有效氧化分解有机物，利用太阳能在室温下反应等
优势的新兴绿色环保技术。
作为催化剂的多相光催化过程，因可直接以太阳光作为驱动力来活化催化剂、驱动氧化-
还原反应等独特性能，半导体材料逐步成为一种理想的环境污染治理技术。由于半导体材料