【摘要】 近年来,工业社会的发展为人们的日常生活带来了便利,然而也引起了环境污染问题.尤其是抗生素的滥用,不仅会导致各种慢性疾病和微生物的传播,而且会使微生物对抗生素产生抵抗力.因此,寻找一种有效且环保的方法来解决抗生素残留问题至关重要.光催化技术作为一种"绿色"技术,具有充分利用太阳光、降低能耗和完全矿化有机物的突出优点,已被广泛应用于消除环境污染.光敏半导体材料AgCl具有良好的光响应范围、无毒、易制备等优点,成为光催化降解污染物过程中促进光催化剂活性的理想材料.然而,制备的AgCl纳米颗粒易于团聚并发生光腐蚀.目前,片状g-C₃N₄具有比表面积大和适当的带隙等优点.因此,构筑AgCl/g-C₃N₄异质结复合光催化剂不仅可以降低光生电子和空穴的复合速率,加快电子传输,还可以解决AgCl纳米颗粒易于团聚的问题.此外,聚邻苯二胺（PoPD）作为一种导电聚合物,具有高效的电子传输能力,用其包裹AgCl可以防止光腐蚀现象的发生.本文采用沉淀法和光引发聚合法合成了新型高效的PoPD/AgCl/g-C₃N₄复合材料,并以20 mg/L四环素作为目标污染物测试其可见光下的催化性能.用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）和比表面积（BET）测定等方法表征分析了催化剂的结构特征、微观形貌和光学性能. XRD分析发现, PoPD未影响AgCl/g-C₃N₄催化剂的晶型结构. XPS结果表明,复合材料由C, N, Ag, O, Cl元素组成,并能得到它们的元素价态.由SEM照片可看到不规则薄片状g-C₃N₄表面均匀地负载着被PoPD包裹的AgCl颗粒.根据BET测试结果,片状的g-C₃N₄比表面积比块状的增大4倍,使目标污染物能与光催化剂表面活性物质充分接触反应.光催化性能测试结果进一步表明, PoPD/AgCl-35/g-C₃N₄在可见光下具有优异的光催化性能:可见光照射120 min内,四环素的降解效率可达83.06%,降解速率常数是纯g-C₃N₄的7.98倍.循环实验表明,经过四次循环后催化剂仍具有优异的光催化降解性能,说明所合成的催化剂具有良好的稳定性.用抗坏血酸、乙二胺四乙酸和异丙醇捕获剂进行了自由基捕获实验,进一步研究PoPD/AgCl/g-C₃N₄催化剂的光催化机理.结果表明,超氧自由基和空穴在降解四环素过程中起主要作用,羟基自由基的作用相对较小.通过价带谱测试和带隙计算出材料的价导带位置,并对可能的机理进行了相应的分析.总之, PoPD/AgCl/g-C₃N₄光催化剂具有良好的稳定性和优异的光催化性能,为制备高稳定性复合光催化剂提供了一种新技术更多还原

【Abstract】 Exfoliation of bulk graphitic carbon nitride（g-C₃ N₄） into two-dimensional（2 D） nanosheets is one of the effective strategies to improve its photocatalytic properties so that the 2 D g-C₃ N₄ nanosheets（CN） have larger specific surface areas and more reaction sites. In addition,poly-o-phenylenediamine（PoPD） can improve the electrical conductivity and photocatalytic activity of semiconductor materials. Here, the novel efficient composite PoPD/AgCl/g-C₃N₄ nanosheets was first synthesized by a precipitation reaction and the photoinitiated polymerization approach. The obtained photocatalysts have larger specific surface areas and could achieve better visible-light response. However, silver chloride（AgCl） is susceptible to agglomeration and photocorrosion. The PoPD/AgCl/CN composite exhibits an extremely high photocurrent density, which is three times that of CN. Obviously enhanced photocatalytic activities of PoPD/AgCl/g-C₃ N₄ are revealed through the photodegradation of tetracycline. The stability of PoPD/AgCl/CN is demonstrated based on four cycles of experiments that reveal that the degradation rate only decreases slightly. Furthermore,.O₂. and h⁺ are the main active species, which are confirmed through a trapping experiment and ESR spin-trap technique. Therefore, the prepared PoPD/AgCl/CN can be considered as a stable photocatalyst, in which PoPD is added as a charge carrier and acts a photosensitive protective layer on the surface of the AgCl particles. This provides a new technology for preparing highly stable composite photocatalysts that can effectively deal with environmental issues.更多还原