插层法制备g-C_3N_4/高岭石复合材料及其对罗丹明B的光催化机理研究

摘要

伴随着印染行业的快速发展,部分含有罗丹明B(RhB)的染料废水未经处理便被排出。因RhB较难自然降解,对环境造成了恶劣的影响。本文通过置换插层-煅烧法制备出g-C_3N_4/高岭石复合材料,在恒温模拟太阳光催化系统下,研究了复合材料对RhB的光催化性能,并探讨其催化机理。结果表明,随g-C_3N_4含量递增的复合光催化材料1g-C_3N_4/K、2g-C_3N_4/K、3g-C_3N_4/K、4g-C_3N_4/K和5g-C_3N_4/K的催化性能呈先升后降的趋势,4g-C_3N_4/K催化效果最好,光照6 h对RhB的降解率可达73%。进一步研究提出g-C_3N_4/高岭石复合光催化材料的催化机理为光照激发复合光催化剂,产生具有较强氧化还原能力光生载流子空穴对,其可与RhB发生反应,使之氧化成小分子碳氢化合物或被矿化成二氧化碳和水。所制备的高岭石负载石墨相氮化碳光催化材料具有较好的亲水性,使得复合材料在染料溶液中有较好的分散性,有利于光催化过程的进行,有效实现了对RhB的光催化降解。