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摘 要：以尿素、无水乙醇、P25和三聚氰胺为原料，通过高温固相法合成g-C₃N₄/TiO₂复合光催化剂材料。采用红外光谱（IR）、扫描电子显微镜（SEM）以及X-射线衍射（XRD）对g-C₃N₄/ TiO₂复合光催化剂的结构晶型进行表征。考察TiO₂用量对复合光催化剂结构的影响，最后通过光催化实验探究不同TiO₂用量下的g-C₃N₄/ TiO₂复合光催化剂活性。结果表明：当TiO₂与三聚氰胺的质量比为1：3时，其生成的锐钛矿型TiO₂，能大多被吸附进g-C₃N₄的空隙中，且能在紫外-可见光波长的范围内有很好的光催化活性。当通过在紫外灯的环境中来降解乙酰甲铵磷溶液，g-C₃N₄/ TiO₂复合光催化剂材料对乙酰甲铵磷溶液的降解有较高的光催化活性，3h内降解率达60%。35382
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毕业论文关键词：高温固相法；g-C₃N₄；TiO₂；光催化；结构
G-C₃N₄/TiO₂ composite synthesis research
Abstract：Urea，ethanol，P25 and melamine synthesized g-C₃N₄ / TiO₂ composite photocatalyst material by high-temperature solid-phase method．Characterize the structure morphology of the g-C₃N₄/TiO₂ composite photocatalyst by infrared spectroscopy (IR)，scanning electron microscopy (SEM) and X- ray diffraction (XRD)．Iinspection TiO₂ dosage effect on the structure of the composite photocatalyst，finally through the photocatalytic experiment to explore different TiO₂ amount by g-C₃N₄/TiO₂ composite photocatalyst activity．The results showed that: when the mass ratio of TiO₂ melamine is 1：3，which generates Anatase type TiO₂ can mostly be absorbed into the g-C₃N₄ voids, and can in ultraviolet-visible wavelength range with very good photocatalytic activity．When the degradation in the environment of the uv lamp to acetyl methyl ammonium phosphate solution，g-C₃N₄ / TiO₂ composite photocatalyst material degradation methacholine ammonium phosphate solution with high photocatalytic activity，the degradation rate of 60% within 3h．
Key Words：High temperature solid state method；G-C₃N₄；TiO₂；Photocatalysis；Structure
目 录
摘 要 1
引 言 2
1 实验部分 3
1.1仪器与试剂 3
1.2 g-C₃N₄/TiO₂复合材料的制备 3
1.3样品表征 3
1.4光催化实验 4
2 结果与讨论 4
2.1 XRD分析 4
2.2 SEM分析 5
2.3红外光谱分析 6
3 结 论 7
参考文献 8
致 谢 10
g-C₃N₄/TiO₂复合材料合成研究
引 言
自Nature杂志在1972年报道，日本研究者藤岛昭和本多健发现可以利用TiO₂电极进行光电催化分解作用[1]。此后，拉开了以TiO₂基为代表的催化材料研究的新纪元。光催化就是以光为媒介，通过纳米级的半导体催化剂材料将光能转化为化学能，从而使化合物降解的过程。进入21世纪，环境安全越来越严重威胁人类社会的发展与生存。如现在一提北京的环境，让人首先想到的就是雾霾，在中美大气化学研究领域的专家在一次合作进行的一项研究报告显示，在北京，城区交通工具排放的大量氮氧化物、周围工厂生产排放的大量二氧化硫、城市装修和道路扬尘生成的颗粒性物质是形成雾霾的根本原因，所以治理雾霾的源头也就是控制好这三大污染物。光催化技术是一门新发现的污染物治理技术，它有着很多其它人们已知的污染物治理技术无可比拟的优势：①它可以降解多氯联苯、氯仿、有机污染等大多生物都难以降解的污染物且将其全部矿化，不会发生第二次污染，稳定性好、性价比高、对人没有伤害；②它的降解反应不需要特别的环境条件，只需在常温、常压下即可进行；③更重要的是它效率高、能耗低、操作简单、可以重复使用，是一项安全的治理技术[2-5]。光催化所需要的辐射源是随处可见、用之不竭的太阳光，是一种不折不扣零污染的绿色环保技术。它这些让人倍受青睐的优点，被公认为最具开发和挖掘的环保材料。然而任何事物都有两面性，以TiO₂基为代表的催化材料因宽系较宽，导致这一单一半导体材料其光生电子-空穴对在特定波长的紫外光下才可以激发它的催化活性，降低了光催化效率，因而具有一定的局限性，这时就如何打破其局限性成探究的焦点。为了提高它的光催化活性，可以通过一定的手段对其改性，如非金属（g-C₃N₄）掺杂就是很好的研究方向。