【摘 要】
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石墨氮化碳（g-C3N4）作为一种成本低廉且无毒的半导体,因具有合适的带隙,较高的化学稳定性和对可见光的响应等特点,被广泛应用于光催化领域。然而,它比表面积小,带隙相对较窄,光生电子空穴复合率高等缺点,限制了它的使用。金属有机框架（MOFs）材料具有很多与g-C3N4互补的特性,如大的比表面积,结构多样性等。MOFs可以与g-C3N4复合,二者可以构建为异质结材料,弥补g-C3N4的缺点,提高光催
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石墨氮化碳（g-C3N4）作为一种成本低廉且无毒的半导体,因具有合适的带隙,较高的化学稳定性和对可见光的响应等特点,被广泛应用于光催化领域。然而,它比表面积小,带隙相对较窄,光生电子空穴复合率高等缺点,限制了它的使用。金属有机框架（MOFs）材料具有很多与g-C3N4互补的特性,如大的比表面积,结构多样性等。MOFs可以与g-C3N4复合,二者可以构建为异质结材料,弥补g-C3N4的缺点,提高光催化性能。研究结论如下:（1）本文采用水热法制备了两种Zr基MOFs材料UiO-66和UiO-66-NH2。通过SEM、XRD、FTIR和BET等表征手段,结果展现出UiO-66和UiO-66-NH2拥有较大的比表面积,分别为1143.51 m2/g和833.73 m2/g。对UiO-66和UiO-66-NH2进行甲基橙（MO）染料的吸附研究,吸附等温过程与Langmuir模型较为拟合,两种材料最大的吸附容量分别为164.41和134.80 mg/g。对吸附容量较大的UiO-66材料,进行了吸附容量的影响因素实验,结果表明,温度升高,Langmuir模型拟合的吸附容量由164.41 mg/g下降至127.05 mg/g;离子浓度增大时,其吸附容量会随之降低,可能是氯离子（Cl-）的存在,降低了染料分子与吸附剂表面之间的静电吸引力;当p H=4时,材料对甲基橙的吸附能力最大,p H值的增大后,UiO-66的吸附容量变小了,可能是高p H条件下,增大了染料和材料之间的静电斥力。（2）采用简单的研磨方法,将制备好的g-C3N4和UiO-66-NH2进行复合,成功的制备了光催化异质结复合材料CN-UN（X）。通过对15 mg/L,100 ml的甲基橙染料废水进行光催化降解实验,光催化剂投加量为1 g/L,在60 min内CN-UN（2）对甲基橙的去除效率最高为96.1%。通过多种表征手段对复合材料表征,结果表明g-C3N4和UiO-66-NH2成功复合到一起。复合材料的比表面积为289.88 m2/g为g-C3N4比表面积28.51 m2/g的十倍多。光催化降解MO的影响因素实验表明,催化剂剂量的增加一方面会加快光催化降解MO的速率,另一方面过大剂量反而会影响光催化剂的降解能力;MO高的初始浓度,会降低光催化剂的光降解效率,可能是染料分子与活性物质的反应速率受到了染料浓度影响的缘故。（3）通过自由基捕获实验,发现超氧自由基(·O2-)在光催化降解过程中占主导作用,空穴（h+）和羟基自由基（·OH）次之,分析了可能的降解机理。并对进行了降解中间产物检测,提出了MO可能的降解路径。
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