CdS-C3N4复合物的制备及其光催化降解有机污染物的研究

摘要：本文以尿素为前驱体制备石墨相氮化碳，并在此基础上对其进行改进，采用的方法是金属半导体复合。通过在氮化碳的表面负载不同量的CdS，合成出CdS-C3N4光催化剂。在降解罗丹明B溶液的过程中，该样品表现出了较高的可见光响应性。对此样品进行X射线衍射、紫外可见漫反射光谱、荧光光谱、紫外可见吸收光谱等表征，均表明CdS-C3N4光催化剂有效提高了CdS和C3N4这两种纯物质的光催化性能，且CdS的最佳负载量为20%。29538
毕业论文关键词：CdS-C3N4光催化剂；光催化活性；罗丹明B
Study on Preparation and Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants of CdS-C3N4 Composite
Abstract：In this paper，a precursor for the preparation of graphite carbon nitride with urea，and based on its improvement，by using the method of metal semiconductor composite．By loading different amount of carbon nitride on the surface of CdS，the synthesis of CdS-C3N4 composite．In the process of degradation of Rhodamine B solution，the samples exhibited a high visible light response．This sample of X ray diffraction，UV-vis diffuse reflectance spectroscopy，fluorescence spectroscopy，UV-visible absorption spectra characterization，showed that CdS-C3N4 catalyst can effectively improve the photocatalytic performance of CdS and C3N4 these two kinds of pure substances，and the optimal loading of CdS was 20%．
Key Words：CdS-C3N4composite；Photocatalytic activity；Rhodamine B
目    录
摘要    1
引言    2
1    实验部分    4
1.1    实验仪器及试剂    4
1.2    实验方法    5
2    结果与讨论    5
2.1    物相分析    5
2.2    形貌分析    6
2.3    紫外-可见漫反射分析    7
2.4    CdS-C3N4复合物的光催化性能评价    8
2.5    CdS-C3N4复合物降解罗丹明溶液的机理分析    10
3    结论    11
参考文献    12
致谢    14
CdS-C3N4复合物的制备及其光催化降解有机污染物的研究
引言
环境问题一直是人类社会面临的重大问题，尤其是在工业化发展的今天，各种污染物和温室气体的排放，造成环境问题日趋严重。光催化可以利用太阳能光解水产生氢气，而且可以直接利用太阳能降解各种有机污染物。光催化反应的条件温和、过程无污染以及成本低的优点，使其成为治理污染和生产氢能源的理想技术[1]。但是，传统的光催化剂具有一些固有的缺点，如带隙能的大小和带隙位置不合适，稳定性低，选择性弱等，使得催化效果差强人意。为了解决这一问题，开发新型高效的催化剂一直是研究者们关注的焦点。
研究表明，光催化反应能够利用太阳能分解水产生氢气和降解各种有机污染物，而且反应过程清洁无污染，是解决能源和环境问题的一种有效途径。但是已经开发出的各种光催化剂，在催化方面或多或少都有一些缺陷。比如：TiO2已经被广泛应用于光解水制氢，但是它的带隙能过大，需要紫外光激发来产生空穴电子对。然而，紫外光占太阳能的比重非常小，使得TiO2的光催化性能大幅降低[2]。碳氮材料具有比表面积大、吸附性强等特点[3]。因此研究者们试想着探究碳氮材料的催化活性，从而开发出一种新型的无金属光催化剂。
1989年，A.Y.Liu和M.L.Cohen[4]根据β-Si3N4的晶体结构，用C替换Si，从理论上预言了β-C3N4(即氮化碳)这种在自然界尚未发现的新的共价化合物。这一预言使得碳氮化合物成为各国科学家研究的新宠。研究者们经过计算，认为氮化碳可能有5种结构。其中类石墨相氮化碳（g-C3N4）以其优异的性能，尤其是不含金属这一突出的优点[5]，使之作为一种新型的光催化剂被科学家们不断地合成和研究。 CdS-C3N4复合物的制备及其光催化降解有机污染物的研究:http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_24846.html