聚邻苯二胺修饰AgCl/g-C3N4纳米片复合光催化剂的制备及性能（英文）

论文摘要

近年来,工业社会的发展为人们的日常生活带来了便利,然而也引起了环境污染问题.尤其是抗生素的滥用,不仅会导致各种慢性疾病和微生物的传播,而且会使微生物对抗生素产生抵抗力.因此,寻找一种有效且环保的方法来解决抗生素残留问题至关重要.光催化技术作为一种"绿色"技术,具有充分利用太阳光、降低能耗和完全矿化有机物的突出优点,已被广泛应用于消除环境污染.光敏半导体材料AgCl具有良好的光响应范围、无毒、易制备等优点,成为光催化降解污染物过程中促进光催化剂活性的理想材料.然而,制备的AgCl纳米颗粒易于团聚并发生光腐蚀.目前,片状g-C3N4具有比表面积大和适当的带隙等优点.因此,构筑AgCl/g-C3N4异质结复合光催化剂不仅可以降低光生电子和空穴的复合速率,加快电子传输,还可以解决AgCl纳米颗粒易于团聚的问题.此外,聚邻苯二胺（PoPD）作为一种导电聚合物,具有高效的电子传输能力,用其包裹AgCl可以防止光腐蚀现象的发生.本文采用沉淀法和光引发聚合法合成了新型高效的PoPD/AgCl/g-C3N4复合材料,并以20 mg/L四环素作为目标污染物测试其可见光下的催化性能.用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）和比表面积（BET）测定等方法表征分析了催化剂的结构特征、微观形貌和光学性能. XRD分析发现, PoPD未影响AgCl/g-C3N4催化剂的晶型结构. XPS结果表明,复合材料由C, N, Ag, O, Cl元素组成,并能得到它们的元素价态.由SEM照片可看到不规则薄片状g-C3N4表面均匀地负载着被PoPD包裹的AgCl颗粒.根据BET测试结果,片状的g-C3N4比表面积比块状的增大4倍,使目标污染物能与光催化剂表面活性物质充分接触反应.光催化性能测试结果进一步表明, PoPD/AgCl-35/g-C3N4在可见光下具有优异的光催化性能:可见光照射120 min内,四环素的降解效率可达83.06%,降解速率常数是纯g-C3N4的7.98倍.循环实验表明,经过四次循环后催化剂仍具有优异的光催化降解性能,说明所合成的催化剂具有良好的稳定性.用抗坏血酸、乙二胺四乙酸和异丙醇捕获剂进行了自由基捕获实验,进一步研究PoPD/AgCl/g-C3N4催化剂的光催化机理.结果表明,超氧自由基和空穴在降解四环素过程中起主要作用,羟基自由基的作用相对较小.通过价带谱测试和带隙计算出材料的价导带位置,并对可能的机理进行了相应的分析.总之, PoPD/AgCl/g-C3N4光催化剂具有良好的稳定性和优异的光催化性能,为制备高稳定性复合光催化剂提供了一种新技术

论文目录

1. Introduction

2. Experimental

2.1. Synthesis of ultrathin g‐C3N4 nanosheets

2.2. Synthesis of Ag Cl/CN composite photocatalysts

2.3. Synthesis of Po PD/Ag Cl/CN composite photocatalysts

2.4. Device characterization

2.5. Photocatalytic activity test

3. Results and discussion

3.1. XRD and XPS results

3.2. FT‐IR spectroscopy

3.3. Microstructure analyses

3.4. BET measurements

3.5. UV‐vis diffuse reflectance spectroscopy

3.6. Photoluminescence spectroscopy

3.7. Electrochemical properties

3.8. Photocatalytic activity test

3.8.1. Analysis

3.8.2. Stability

3.9. Mechanism of Po PD/Ag Cl‐35/CN photodegradation

3.9.1. Trapping of the active species

3.9.2. ESR experimental analysis

3.9.3. Mechanism in the photodegradation system

4. Conclusions

Graphical Abstract

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙林林,刘重阳,李金择,周亚举,王会琴,霍鹏伟,马长畅,闫永胜

关键词: 氮化碳纳米片,氯化银,聚邻苯二胺,可见光照射,光催化

来源: 催化学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 化学

单位: 江苏大学化学化工学院绿色化学与化工技术研究院,江苏大学能源与动力工程学院

基金: supported by the National Natural Science Foundation of China(21576125,21776117),the China Postdoctoral Science Foundation(2017M611716,2017M611734),the Six talent peaks project of Jiangsu Province(XCL-014),the Zhenjiang Science&Technology Program(SH2016012)~~

分类号: O643.36;O644.1

页码: 80-94

总页数: 15

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聚邻苯二胺修饰AgCl/g-C3N4纳米片复合光催化剂的制备及性能（英文）

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