人工Z型可见光催化剂降解β-萘酚的研究

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1、分类号密级UDC单位代码10435硕士学位论文人工Z型可见光催化剂降解β-萘酚的研究Degradationofbeta-naphtholbyartificialZ-schemenphotocatalyst研究生姓名马天津指导教师马东副教授学科专业农业资源与环境研究方向农业环境保护中国·青岛二○一八年六月Degradationofbeta-naphtholbyartificialZ-systemphotocatalystThesissubmittedtoQingdaoAgriculturalUniversityInfulfillmentoftheRequire

2、mentFortheDegreeofMasterofAgronomyMaTianjin(CollegeofResourceandEnvironment)Supervisor:AssociateProf.MaDongandWujuanQingdao.ChinaJune,2018独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得青岛农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在

3、论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解青岛农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意青岛农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日青岛农业大学硕士学位论文摘要人工Z型可见光催化剂降解β-萘酚的研究摘要多环芳烃(PolycyclicAromaticHydrocarbonsPAHs，简

4、称PAHs)是指含有有两个或两个以上苯环的一类有机化合物，因为其的致癌致突变性，其污染已被高度关注。在典型的商业PAHs产品及其衍生物中，β-萘酚是最毒的化合物之一，且已被列为危险污染物。去除方法大致有以下几种：挥发、吸附、生物降解、电化学降解。但是，这些方法都不是太理想。对降解有机污染物来说，光催化技术由于能耗低、环保、无二次污染、廉价、对污染物矿化程度高等优点，近几十年来一直受研究者青睐。以TiO2为代表的传统半导体光催化材料因为催化活性高、稳定性好、无毒等长处，一直被作为研究对象，但其带隙宽、可见光利用低、粉体难回收等缺点而影响了其应用。另外，以钼酸铋

5、（Bi2MoO6）为代表的新型半导体材料比TiO2等传统材料可见光利用率提高，但存在单一半导体光-+生电子（e）和空穴（h）对复合率较高的缺点，制约了光催化剂的光催化活性。目前，以自然界植物的光合作用为原型，构造光催化领域的Z型光催化系统在改性光催化剂方面具有较好的发展利用潜能，这是因为Z型光催化剂具光生电荷分离效率高；氧化反应和还原反应能力一同加强；光吸收范围大等优点，为改良单一光催化剂存在的不足提供了思路。为了解决以上传统和新型单一催化剂存在的问题，在论文中，我们制备了不同存在状态的人工Z型光催化体系g-C3N4/C@Bi2MoO6和Cu2O/Cu/Ti

6、O2NTs，利用X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量散射X射线能谱（EDX）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis/DRS）、X-射线光电子能谱（XPS）等技术对其进行了一系列表征，还以β-萘酚为目标污染物对其光催化性能进行了考察。1、在课题组前期研究的基础上，首先制备了粉末状人工Z型g-C3N4/C@Bi2MoO6可见光催化剂，其中g-C3N4和Bi2MoO6作为Z型光催化剂的两个半反应端，碳（C）层作为电子介体位于两者中间。采用两步水热合成和一步煅烧法，通过改变g-C3N4前驱物三聚氰胺的投加量，制备出不同g-C3N4含量的g-C3N4/

7、C@Bi2MoO6复合光催化剂。UV-vis/DRS测试证明了g-C3N4/C@Bi2MoO6结构的带隙窄化，可见光区的吸光能力更强。光致发光光谱（PL）分析结果表明，人工Z型光催化系统的构造显著降低了光生电荷的复合率。g-C3N4含量的探究结果表明，10%g-C3N4/C@Bi2MoO6复合光催化剂的光I青岛农业大学硕士学位论文摘要催化效果最好，可见光照射150min后，对β-萘酚的降解率达到63.4%，明显超过其他催化剂的催化效力。2、在课题组前期研究的基础上，制备了片状人工Z型Cu2O/Cu/TiO2NTs光电极，其中Cu2O和二氧化钛纳米管（TiO2

8、NTs）作为Z型光催化剂的两个半反应端，Cu作为电子