PVC衍生物修饰改性g-C3N4的可见光催化活性研究

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本文使用热解有机物的方法制备g-C3N4,然后采用聚氯乙烯(PVC)溶液通过浸渍法制备PVC/g-C3N4复合微粒,在150℃下对PVC/g-C3N4复合微粒进行热处理2h,使复合微粒表面的PVC通过脱去小分子HCl形成具有部分共轭结构的聚合物(DPVC),得到DPVC/g-C3N4复合微粒。使用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附等温曲线(SSA)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV-VisDRS)、电化学阻抗谱(EIS)、荧光发射光谱(PL)等表征手段对DPVC/g-C3N4复合微粒及g-C3N4进行表征。结果表明,具有部分共轭结构的聚合物包覆复合在g-C3N4后,显著提高了DPVC/g-C3N4复合微粒的可见光吸收能力及其电荷传导能力,提高了光生电子-空穴的分离效率,同时几乎没有改变其粒径和晶型。以罗丹明B为模拟有机污染物,考察了 DPVC/g-C3N4复合微粒在可见光下的光催化活性、稳定性以及对有机污染物的分解矿化能力,结果表明DPVC/g-C3N4复合微粒具有优异的可见光催化活性、稳定性和对有机污染物的分解矿化能力。考察了制备条件(如PVC与g-C3N4的复合质量比、热处理温度、热处理时间等)对DPVC/g-C3N4复合微粒在可见光霞光催化降解性能的影响。结果表明,当PVC与g-C3N4的复合质量比例为1:300,热处理温度为150°C,热处理时间为.2h时,制备得到的复合微粒具有最佳的光催化活性。通过载流子捕捉剂实验等方法,对DPVC/g-C3N4复合微粒光催化降解罗丹明B的机理进行研究分析。结果表明,在DPVC/g-C3N4复合微粒光催化降解罗丹明B的过程中,光生电子与光生空穴同时起作用,且光生空穴为主要作用。
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