摘要:有毒重金属离子Cr(VI)广泛应用于制革、电镀、印刷、颜料和抛光等行业,因而成为地表水和地下水中常见的污染物.光催化还原Cr(VI)为Cr(III)利用可持续能源太阳能,费用低且没有二次污染问题,已经受到广泛关注.g-C3N4是一种稳定性好且能吸收可见光的优异光催化材料,但也具有比表面积小及电子和空穴容易复合等缺点.为进一步提高g-C3N4的光催化效率,人们合成了各种新型复合材料,如g-C3N4/Bi2WO6,g-C3N4/SiW11和g-C3N4/Zn3V2O7(OH)2(H2O)2等.本文通过非常简便的球磨-煅烧法制备了金属-有机骨架材料MIL-100(Fe)与类石墨结构氮化碳(g-C3N4)的异质结结构(MG-x,x=5%,10%,20%和30%,代表MIL-100(Fe)占复合物的质量分数),并对复合材料进行了粉末X射线衍射(PXRD)、红外光谱(FTIR)、热重(TGA)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DR)和荧光光谱(PL)等表征.实验研究了MG-x在模拟太阳光照射下光催化还原Cr(VI)和降解双氯芬酸钠的性能,考察了空穴捕捉剂(乙醇、柠檬酸、草酸和双氯芬酸钠)和pH值(2–8)对光催化还原Cr(VI)效率的影响.实验结果表明,PXRD谱图显示复合物的衍射峰位置均与MIL-100(Fe)及g-C3N4的峰位置相吻合,球磨和煅烧后无新衍射峰产生.TEM图片证明复合物中g-C3N4附着在MIL-100(Fe)表面.光照80 min后,MG-x复合物的还原效率均大于92%,高于MIL-100(Fe)(75.6%)和g-C3N4(79.8%)的还原效率.其中,MG-20%的光催化活性最高,还原效率达到97.0%,且还原Cr(VI)的速率分别是MIL-100(Fe)的3.08倍和g-C3N4的2.31倍.随着MIL-100(Fe)含量的增加,复合物的光催化活性先增后减.这是因为MIL-100(Fe)含量的增加不仅有利于电荷的转移,也有利于可见光的利用,然而过多的MIL-100(Fe)可能会影响异质结的质量,不利于电荷的转移.随着溶液pH值从2提高到8,还原效率从98%降低到9%.这是因为在酸性条件下H^+浓度高有利于Cr(VI)还原为Cr(III),而当pH>6时,Cr^3+�
分类:期刊> 自然科学与工程技术> 工程科技I> 化学
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关键词:异质结 六价铬还原 双氯芬酸钠
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