光生电子调控改性C_(3)N_(4)及其光催化降解性能研究

摘要

对氮化碳(C_(3)N_(4))进行氮掺杂碳纳米管(N-Ct)修饰,形成的氮掺杂碳纳米管/氮化碳(N-Ct/C_(3)N_(4))复合材料的光催化活性明显提高。在可见光条件下,复合材料对罗丹明B(RhB)有较好的降解效果,其中5%N-Ct/C_(3)N_(4)(理论N-Ct质量分数为5%)在2 h内对RhB的降解率可达99.0%,相应的TOC去除率为59.0%,降解性能最为卓越且显著高于普通C_(3)N_(4)材料。利用X射线衍射、光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱等多元表征手段对复合材料进行理化性质表征和理论计算,结果表明,经N-Ct修饰后,复合材料的禁带宽度变窄,其对可见光的吸收能力有所增强;N-Ct还可利用自身极强的导电特性迅速转移C_(3)N_(4)激发产生的光生电子,有利于提高光生电子和空穴的分离效率,提升复合材料的可见光催化活性。N-Ct/C_(3)N_(4)复合材料显示出其作为高效光催化材料处理染料等工业污染废水的卓越潜力。