MnO2@g-C3N4复合材料的制备及其光催化还原U(Ⅵ)的性能试验研究

王陈煜，程 琳，徐 琳，谢子杰，刘云海

(1.东华理工大学 核资源与环境国家重点试验室，江西 南昌 330013；2.东华理工大学 化学生物与材料科学学院，江西 南昌 330013)

目前，从放射性废水中去除铀的常用方法有化学沉淀法、蒸发浓缩法、膜处理法、萃取法和吸附法等[1-3]。光催化法因具有效率高、无二次污染、材料可重复利用、成本低廉等优点，在治理铀污染方面受到广泛关注。该法主要是通过光催化还原将可溶性U(Ⅵ)转化为难溶性U(Ⅳ)从废水中去除。具有光催化活性的半导体材料在光照条件下能够吸收特定波长的光，进而激发出电子和空穴并还原或氧化污染物。因此，开发具有高催化活性的新型半导体材料是目前光催化法研究的关键。

近年来，石墨相碳氮化合物(g-C3N4)作为一种新型无机非金属材料已被广泛应用于光催化领域。g-C3N4具有良好的化学稳定性和光稳定性[4-5]，可用双氰胺、三聚氰胺、硫脲或尿素等不同的前驱体通过简单的热聚合法制备[6]。g-C3N4具有堆叠的2D层状结构[7]、合适的光学带隙(约2.70 eV)和可塑性[8]，可以有效利用特定波长中的可见光激发电子进行还原反应[9]；但光生电子和空穴的快速复合削弱了其光催化性能[10]，因此，有必要对g-C3N4进行改性。通过元素修饰改性[11]、复合半导体[12]及构建异质结[13-14]等可有效降低g-C3N4的光生电子-空穴复合率，缩短其带隙宽度，提高光催化活性。MnO2具有绿色环保，价格低廉等优点.有研究表明，采用溶胶-凝胶法[15]、原位生长法[16]将MnO2引入g-C3N4进行修饰改性，能有效提高g-C3N4的光催化活性，并保持材料的高稳定性。……