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摘要本文采用硅溶胶作为硬模板制备了介孔石墨相氮化碳，利用硼氢化钠沉积沉淀法制备了载钯介孔石墨相氮化碳光催化剂；利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）以及元素分析方法对催化剂进行表征；以双酚A（BPA）为目标污染物对材料的可见光催化性能进行考察，实验发现，载钯介孔石墨相氮化碳比介孔石墨相氮化碳显示出更优越的光催化性能。针对不同的载Pd量，发现负载钯的最佳质量比为2 wt%。同时，本实验对载钯量、双酚A（BPA）浓度、初始pH、阴离子（Cl-、SO42）等影响因素也进行了探究。此外，向双酚A溶液中投加了叔丁醇、KI、对苯醌等捕获剂初步探讨了载钯介孔石墨相氮化碳光催化降解双酚A的机理，结果发现超氧自由基对整个光催化实验进程起到主导作用。24618
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关键词 光催化 Pd/mpg-C3N4 双酚A 介孔
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Preparation and visible-light photocatalytic activity properties of
palladium modified mesoporous graphitic carbon nitride
Abstract
Mesoporous graphitic carbon nitride(mpg-C3N4) was fabricated using silica nanoparticles as hard templates and palladium modified mesoporous graphitic carbon nitride(Pb/mpg-C3N4) was synthesized using deposition precipitation method. The synthesized materials were characterized by XRD, TEM, FT-IR and elemental analysis respectively. It was found that, Pd/mpg-C3N4 shows more excellent than the mpg-C3N4 on the degradation of bisphenol A(BPA) under visible light irradiation. The optimum content of Pd loaded in the mpg-C3N4 was 2 wt%. Some impacts such as the amount of palladium, the concentration of BPA, the initial pH, coexisting inorganic anions were researched. The mechanism of photocatalytic reaction was studied by adding t-butanol, KI, benzoquinone which as the capture agents of bisphenol A, it reflected that superoxide radicals might play a dominant role in the photocatalytic reaction.
Keywords visible-light photocatalysis palladium loaded mesoporous graphitic carbon nitride bisphenol A mesoporous
目 录
1 绪论 1
1.1 双酚A的介绍 1
1.2 光催化原理 1
1.3 可见光光催化剂 2
1.4 石墨相氮化碳及其改性 3
1.5 催化剂的制备 5
1.6 本课题研究的内容 6
2 实验部分 7
2.1 实验试剂及仪器 7
2.2 实验方法 8
2.3 催化剂的表征 8
3 载钯mpg-C3N4光催化性能研究 12
3.1 光催化反应实验流程及装置 12
3.2 载钯mpg-C3N4光催化降解BPA性能分析 12
结论 17
致谢 18
参考文献19
1 绪论
随着人们生活水平的不断提高，环境内分泌干扰物备受关注，人类在日常生活环境中通过饮食等各种途径积累其从而对内分泌系统产生影响[1]，双酚A是内分泌干扰物之一，在制造工业品和日用品过程中被大规模使用，以至于双酚A环境排放问题趋于严重化。光催化降解污染物技术是将污染物完全分解成二氧化碳和水，不会造成环境的二次污染。常见的TiO2光催化剂由于其禁带宽度较大，只对紫外光（约占太阳光能量的5%）有响应，使得其在可见光催化中的应用受到限制。制备高效、可持续利用的可见光催化剂成为光催化领域的研究重点，此研究为人类寻求新一代清洁能源和解决环境污染问题带来了又一曙光。
1.1 双酚A的介绍
双酚A，学名为2,2-双酚基丙烷，分子式为C15H16O2，主要用于生产环氧树脂、聚碳酸酯、聚砜树脂的单体；又可用作酚醛树脂、可塑性树脂的生产原料和橡胶、塑料、农药、油漆、油墨等的抗氧化剂；此外，在食具、食品包装材料、塑料制品、防腐材料等方面应用广泛[2-3]。研究表明[4]，BPA 不仅对水生生物有急性毒性，而且还具有雌激素的特性，是环境内分泌干扰物之一，可影响人和动物的中枢神经系统和生殖免疫系统，降低人或动物的生殖繁衍能力，并被怀疑诱发生殖系统和心血管系统的癌变等[5]。其结构式如图1.1所示。