中国科学院机构知识库网格
Chinese Academy of Sciences Institutional Repositories Grid
催化剂表面有机污染物的络合吸附强化其可见光催化降解机制

文献类型:学位论文

作者李凡
答辩日期2020-06
文献子类博士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师胡春
关键词可见光光催化, 表面修饰 有机物络合吸附, 电荷 转移 ,有机物降解 Visible Light Photocatalysis, s Urface Modification, o Rganic Pollutant Complex Adsorption, c Harge t r Ansfer o Rganic Pollutant Degradation
学位名称理学博士
学位专业环境科学
其他题名The Mechanism of Surface Complex A d sorption between Catalyst and Organic Pollutants to Promote the Visible light Photocatalytic Degradation
英文摘要

    光催化技术是一种可以利用太阳能有效去除水体中有机污染物的绿色清洁技术。在过去的研究中,大多数 工作 集中于材料结构的设计,本论文针对光催化过程中存在的可见光利用率低和光致电荷传输效率低等问题, 重点研究了典型有机污染物同催化剂表面的络合吸附作用、界面电子传输机制以及对污染物的降解效能。 主要研究结果如下:
    (1 )研究发现无定型硫化锑 A S b 2 S 3 )表面水合羟基非常稳定,成为光生载流子表面复合中心, 缺乏 光催化活性。而偶氮染料中 偶氮键 N=N 却可以同 Sb 3+ 构成 S b N=N 络合体有效取代部分水合羟基基团 强化光致电子空穴对的界面传输过程,加速 染料脱色。
    (2 )通过高温氮气条件下氮化碳的自转化方式将石墨烯 修饰 于氮化碳表面边缘 ,同时以芳烃类 有机 污染物为目标污染物, 石墨烯 氮化碳( DCN C g )构成的二维层状纳米片结构为有机污染物的络合吸附提供了理想的附着位点,双酚 A B PA )特异性吸附于异质结构边界,进一步促进了催化剂表面电荷的极化分布,进而促进了吸附污染物的电子向催化剂转移,增强了催化剂表面光致
空穴对吸附污染物的直接氧化和光生电子的自由基转化过程,提高了对芳烃类有机污染物的光催化降解效率。
     (3 )通过将 C O C 和 C =O 官能团先后引入 g C 3 N 4 骨架结构中,在催化剂中构建了表面微型内电场。两种氧官能团构成了内电场的电子高密度区,远端七嗪环骨架 C N=C 结构为电子低密度区。密度泛函理论计算说明 芳烃类 污染物B PA 通过同掺杂 O 基团形成氢键和 π π 相互作用力与催化剂完成络合吸附,促进了吸附污染物的电子向催化剂的偏移,实现 了 对催化剂内电场的进一步强化,有效地促进了光生载流子的产生、分离和迁移过程,提高了光催化效率。
    (4 )高温水汽作用下得到低聚化氮化碳 L CN ),暴露了更多的 NH/NH 2基团。发现 NH/ NH 2 作为 O 2 的最佳吸附位点和体系的还原位点,有利于 •O 2 的高效转化; B PA 通过酚羟基同 NH/NH 2 之间产生氢键( N H O )作用,完成在LCN 表面的强络合吸附,促进 B PA 的苯环部分与 LCN 的七嗪环骨架结构产生交叠,实现了 B PA 电子向 L CN 价带的快速转移,强化了空穴对 B PA 的高效氧化过程,提高了 对 有机污染 物 的光催化降解效率。

页码138
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/43592]  
专题生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
李凡. 催化剂表面有机污染物的络合吸附强化其可见光催化降解机制[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

浏览0
下载0
收藏0
其他版本

除非特别说明,本系统中所有内容都受版权保护,并保留所有权利。