亚酞菁/半导体复合材料的制备及其光催化性能研究

来源 :西北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiajiawangwang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,环境污染和能源短缺严重影响着人类的生存发展。光催化技术不但能够利用半导体光触媒催化去除环境中的污染物,而且可以将太阳能催化转化为高附加值化学品,具有巨大的应用前景,是解决上述问题的有效途径之一。石墨相氮化碳(g-C3N4)具有价格低廉、化学稳定性高以及合适的能带位置等优点,但是它的比表面积相对较小、电荷重组快、光吸收范围狭窄。氧化锌(ZnO)易于制备,结晶性好且形貌丰富,具有良好的热稳定性,但是它的光学带隙太宽且光腐蚀效应严重。酞菁(Pc)具有叶绿素结构,但18π电子体系易于聚集,失活。相比之下,亚酞菁(SubPc-Br)为14π电子体系,结构易于修饰且具有独特的空间构型。基于以上科学问题,本研究以SubPc-Br为光敏剂,设计制备了不同类型异质结光催化剂SubPc-Br/g-C3N4、SubPc-Br/ZnO和SubPc-Br/g-C3N4/ZnO,将其用于光催化降解甲基蓝和溴酚蓝(MB、BB),获得了优异的催化效果,具体研究如下:a.在双排管无水无氧体系中,通过邻苯二腈和BBr3反应合成SubPc-Br,通过高温煅烧三聚氰胺合成g-C3N4纳米片。通过XRD、SEM以及UV-vis DRS等表征手段确定了晶型、形貌以及光学性质。b.通过利用SubPc-Br的π堆积作用将SubPc-Br自组装于g-C3N4与ZnO表面,构建了系列SubPc-Br/g-C3N4与SubPc-Br/ZnO异质结催化剂。相比纯g-C3N4,0.5SubPc-Br/g-C3N4(0.5表示亚酞菁负载质量为0.5%)在可见光照射120和90 min后,对MB和BB的降解率达到99.5%和98.1%,分别提高17.2%和57.0%。相比纯ZnO,2.0SubPc-Br/ZnO具有最好的降解性能,在可见光照射60和120 min后,对MB和BB的降解率达到99.5%和99.3%,分别提高21.8%和38.8%。此外,2.0SubPc-Br/ZnO显示出活化过硫酸盐(PDS)产生自由基硫酸根(·SO4-)的能力,加速了光催化反应。根据能级计算、UV-vis DRS及VB-XPS表征得到的能带位置,结合活性物种捕获实验,讨论了SubPc-Br/g-C3N4与SubPc-Br/ZnO的作用机理为Type-II型。最终证明了SubPc-Br作为敏化剂,扩宽了光响应范围且提高了载流子迁移率。c.通过高温煅烧法制备了g-C3N4/ZnO异质结,进一步引入SubPc-Br构建了SubPc-Br/g-C3N4/ZnO复合催化剂。与g-C3N4/ZnO相比,1.0SubPc-Br/g-C3N4/ZnO光催化效率提升明显,在光催化反应40 min后,对MB降解率为98.4%。且降解结果和EPR测试证明1.0SubPc-Br/g-C3N4/ZnO能够激活PDS产生·SO4-加速反应。UV-vis DRS、PL、TPR及EIS表征表明SubPc-Br的引入提高了可见光利用率,增强了光生电子-空穴对的分离和转移。最后结合活性物种捕获结果,讨论了SubPc-Br/g-C3N4/ZnO光催化活性增强的原因。
其他文献
在乡村振兴战略背景下,作为中华优秀传统文化重要组成部分的云浮乡村优秀传统文化面临着如何进行创造性转化的重要课题。近年来,云浮乡村优秀传统文化的创造性转化取得了一些成效,比如重视对文物古迹的活化利用、将传统文化与节庆习俗结合起来、将文化与旅游产业进行融合发展等,但也存在着创新不足且模式单一、产业融合不够深入、缺乏统筹协调等问题。针对这些问题,云浮乡村可借鉴以下几条解决路径:深度挖掘文化内涵、打造精品
施工单位在进行工程项目建设时,难免会出现一些经济问题,影响建筑工程项目的建设。因此相关单位必须培养员工的风险应对意识,对项目中所需的资金、合同以及建筑材料等方面的内容采取有效、科学的方法规避风险,从而减少经济损失,促进建筑企业可持续发展。基于此,文章从经济管理概述入手,对经济管理中存在的主要风险进行了分析,并提出了相应的防范措施,以供参考。
黄带犀猎蝽Sycanus croceovittatus可捕食多种害虫,是农林业害虫生物防治的重要天敌昆虫。为评价黄粉虫Tenebrio molitor、果蝇Drosophila sp.、斜纹夜蛾Spodoptera litura和棉蚜Aphis gossypii 4种猎物作为规模化饲养黄带犀猎蝽的食物来源的效果,在室内温度(25±1)℃,相对湿度(60±5)%,光周期L//D=14 h//10 h
在新时代的思想下,乡村振兴战略目标的实行,对新农村乡风文明的建设提出了更高的标准要求,在乡风文明建设过程中需要加强与红色革命传统文化的融合,充分利用我国丰富的红色革命传统文化资源。
基坑开挖时常会发生渗漏水现象,危及基坑及其周边环境安全。因此,基坑开挖前对止水帷幕潜在渗漏点进行精准探测和事先处理就显得尤为重要。止水帷幕渗漏通道的几何尺寸通常较小,所引起的电性空间差异小,现有高密度电法和电磁勘探方法通常难以分辨渗漏位置。本文提出一种基于电追踪技术的基坑止水帷幕渗漏探测方法,利用非结构有限元法实现了基于电追踪技术的渗漏探测三维数值模拟,并对探测装置的关键参数和渗漏通道属性的影响规
在我国油气田生产过程中,每年所产生的各类油泥可达数百万吨,处置不当会引发巨大环境风险问题。随着油泥被列入《国家危险废物名录》,油泥处理已经成为影响油气田清洁生产过程“瓶颈”问题之一。但现有油泥处理工艺存在能耗大、适应性差、原油回收效率低且流程不密闭等问题。因此,亟需开发一种设备高效、工艺简短、流程密闭的新型油泥原油回收工艺。基于旋流器内的强湍动流场特性及其高效分离性能,本文提出了“基于油泥强湍动脱
<正>“反碎片化”新工具TPI虽然被赋予较高政策预期,但实施面临诸多约束,政策效果有待观察。受欧央行超预期加息影响,欧元区经济体之间国债利差持续走阔,金融“碎片化”问题愈加严峻。利差走阔意味着负债成本走高,高负债成员国融资将更为困难,极有可能触发债务危机。为防止“碎片化”风险进一步扩大,欧央行本轮加息周期同时祭出“反碎片化”新工具,彰显其对债务危机的高度警惕。
期刊
将高质量科研成果转化为优质教学资源是教学研究型大学关于科研与教学相互促进、协同发展的重要体现。就传统文化方面的讲座来说,高校以科研成果为依托开设“专题讲座”可以加深学生对传统文化知识的掌握,增强学生对传统文化的认同感,提升学生的传统文化涵养。具体实施层面应以“专题备课”准备好讲座内容、以“宣传鼓动”激发参与热情、以“方案制定”设计讲座方法、以“以文化人”提高文化素养。当然,要使科研成果专题讲座提高
农村传统文化可分为物质文化与非物质文化两大类,与村民思想表现为继承发展和辨证统一的关系。通过梳理和剖析农村传统物质文化与非物质文化对村民思想的影响机理,明确农村传统文化中蕴含的优秀思想发挥作用的路径。在乡村振兴背景下,提出三项旨在提升农村传统文化对村民思想发挥积极作用的政策建议:修缮农村传统建筑场所,保护当地文化特色;弘扬发展非遗文化,为其注入时代特色;加强宣传科普力度,发挥文化在乡村振兴中的灵魂