g-C3N4/TiO2光催化复合材料光催化活性提升路径研究

李俊叶，刘爽

(华东交通大学 理工学院，江西 南昌 330000)

大部分半导体材料存在着光利用率低、光生载流子复合严重等问题[1-2]，致使光催化稳定性与活性较差。加快光催化材料光生载流子的分离与转移效率是提升光催化活性的关键，而制备光催化复合材料是现今该领域研究的重点方向[3-4]。采用两种半导体制备光催化复合材料是现今的主流形式，例如g-C3N4/TiO2、g-C3N4/WO3等[5]。此研究以g-C3N4/TiO2作为对象，将g-C3N4与TiO2进行复合形成异质结g-C3N4/TiO2[6]。在g-C3N4/TiO2制备过程中，多种因素均会影响最终光催化复合材料g-C3N4/TiO2的光催化活性，所以此研究以实验形式探究g-C3N4/TiO2光催化复合材料光催化活性的提升路径。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

三聚氰胺、氯化铵、无水乙醇、异丙醇、二乙烯三胺、甲醇(CH3OH)、三乙醇胺、六水氯铂酸、Nafion溶液全氟树脂、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、二乙酰丙酮二异丙氧基钛酸盐(500 mL,75%)均为分析纯。

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为了满足下一步实验材料的制备，需要对试剂进行一定程度的预处理[7]，即对其杂质、无用物质等进行滤除，将试剂与水溶液或者乙醇溶液进行混合，配制材料制备所需液体。

Bruker D8X射线衍射仪(实验电压40 kV，电流40 mA，铜-Ka径向)；Hitachi S4800场发射扫描电子显微镜(10 kV)；Nicolet 5700傅里叶红外光谱仪(KBr压片)；JEM-2100透射电子显微镜(200 kV)；JP-040S超声波清洗机；DHG-9035A恒温干燥箱；H-1850高速离心机；SZCL-24A数显磁力搅拌器；0.1～1 mL移液枪;KSL-II00X马福禄。

1.2 g-C3N4/TiO2光催化复合材料制备

1.2.1 光催化复合材料g-C3N4纳米片[8]制备 将10 g氯化铵与4 g三聚氰胺进行混合，并对其进行研磨直至均匀，再将其转移到坩埚，并放置在马弗炉中，将温度以1 ℃/min速率升高至550 ℃，退火2 h， 获得黄色粉末即为g-C3N4。……