CeO₂/C₃N₄及CeO₂/γ-Al₂O₃光催化材料制备及对有机物脱除性能研究

【作者】 宁德阳； 李军旗； 陈朝轶； 兰苑培；

【机构】 贵州大学材料与冶金学院； 贵州省冶金工程与过程节能重点实验室；

【摘要】 CeO₂作为一种常用光催化剂,其自身光催化性能受到能带结构及载流子迁移效率的影响,使其光催化进一步应用受到限制。将CeO₂与其他光催化剂或催化剂载体进行复合可有效提升光催化性能。本研究通过将CeO₂与C₃N₄（光催化剂）及γ-Al₂O₃（催化剂载体）分别采用熔盐法及共沉淀法进行复合,得到了CeO₂/C₃N₄及CeO₂/γ-Al₂O₃两种铈基复合光催化材料,并对比研究了二者对模拟废水中有机物的光催化脱除性能。研究发现,所制备CeO₂/C₃N₄及CeO₂/γ-Al₂O₃光催化剂材料均能实现对多种模拟废水有机物的高效光催化脱除（MB（>95%）、TC（>90%））,且相较于单独的CeO₂,CeO₂/C₃N₄及CeO₂/γ-Al₂O₃对有机物的脱除性能均有较大幅度提升;形貌表征结果表明,CeO₂/C₃N₄具有独特的分级多孔空心管结构,CeO₂/γ-Al₂O₃表面具有丰富的介孔结构;动力学分析表明,CeO₂/C₃N₄对有机物脱除过程符合修正Elovich模型,CeO₂/γ-Al₂O₃符合一阶动力学模型;CeO₂/C₃N₄与CeO₂/γ-Al₂O₃的有机物脱除机理有所不同,CeO₂/C₃N₄是以表面协同作用实现对废水中有机物的吸附-光催化联合脱除,CeO₂/γ-Al₂O₃是以表面不定型缺陷的机制强化光催化作用进行有机物深度脱除。研究结果为制备高性能铈基光催化材料提供一种可参考的思路。更多还原