新型p-n异质结可见光光催化剂g-C3N4/Bi4Ti3O12的制备及其降解水中多环芳烃(PAHs)的研究

摘要

多环芳烃(PAHs)是一类广泛存在于水环境中的有机污染物,由于具有致癌、致畸、致突变性的三致效应(Cochran,Dongari et al.2012),其中多环芳烃的硝基衍生物是近20年来环境中新发现的具有直接致畸和致突变性的污染物,得到了广大环境研究者的高度关注.近年来光相关技术的不断发展,应用异质结半导体光催化技术处理水中PAHs的研究受到了广泛的关注. 聚合物石墨相氮化碳(g-C3N4)由于具有合适的带隙，独特的电子能带结构，优异的化学稳定性和热稳定性，被当做是一种廉价的，稳定的可见光型催化剂。钛酸铋(Bi4Ti3O12)作为新型的光催化材料，其光生载流子易复合，因此为了提高Bi4Ti3O12的光催化活性，本文通过球磨法合成了p-n异质结光催化剂g-C3N4/Bi4Ti3O12。通过此方法合成g-C3N4/Bi4Ti3012复合光催化剂两个半导体界面间会形成p-n异质结，从而建立内建电场，有效地抑制光生载流子的复合，提高光催化活性。以萘作为模式染料研究g-C3N4/Bi4Ti3O12的可见光催化活性以及萘的降解行为，讨论分析其降解机理。