Fe3O4-g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備及其催化性能的研究

Fe3O4-g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備及其催化性能的研究Fe3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑的制備及其催化性能的研究

摘要：本文以Fe3O4作為載體，通過熱分解法制備得到g-C3N4，進而制備了Fe3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑。利用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）對樣品的形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征，結(jié)果顯示Fe3O4的顆粒形貌良好且分散均勻，g-C3N4固定在Fe3O4表面。利用紫外-可見漫反射光譜（UV-VisDRS）測試了Fe3O4/g-C3N4的光吸收性能，結(jié)果顯示其在可見光范圍內(nèi)具有良好的吸光能力。進一步通過甲基橙降解實驗研究了Fe3O4/g-C3N4的催化性能，結(jié)果顯示其在可見光照射下能夠高效降解甲基橙。

關(guān)鍵詞：Fe3O4/g-C3N4；光催化劑；制備；催化性能

引言

隨著環(huán)境污染的加劇和清潔能源的需求，光催化技術(shù)成為一種重要的治理污染和利用太陽能的方法。在光催化過程中，催化劑的選擇和制備具有重要意義。近年來，鐵氧化物和有機光催化劑在可見光催化領(lǐng)域表現(xiàn)出很好的催化性能。本研究以Fe3O4作為載體，通過熱分解法制備了g-C3N4，進而制備了Fe3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑。本文旨在研究該復(fù)合催化劑的制備方法以及其催化性能，為進一步開發(fā)高效可見光催化劑提供理論和實踐基礎(chǔ)。

實驗部分

1.材料的制備

Fe3O4的制備：取適量的FeCl3溶液，加入NaOH溶液進行沉淀反應(yīng)，然后使用超聲波久化處理得到Fe3O4。

g-C3N4的制備：取適量的尿素，通過熱分解法在氮氣保護下進行加熱，得到g-C3N4。

2.Fe3O4/g-C3N4的制備

將制備得到的Fe3O4和g-C3N4充分混合，然后加入適量的乙醇，進行均勻攪拌，將混合物放置在真空中除去溶劑，最后在高溫下進行煅燒得到Fe3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑。

結(jié)果與討論

1.形貌和結(jié)構(gòu)表征

通過SEM和TEM對樣品進行形貌和結(jié)構(gòu)的表征，結(jié)果顯示Fe3O4的顆粒形貌良好且分散均勻，g-C3N4固定在Fe3O4表面，形成核殼結(jié)構(gòu)。

2.光吸收性能表征

利用UV-VisDRS測試了Fe3O4/g-C3N4的光吸收性能，結(jié)果顯示其在可見光范圍內(nèi)具有良好的吸光能力。

3.催化性能測試

通過甲基橙降解實驗研究了Fe3O4/g-C3N4的催化性能，結(jié)果顯示其在可見光照射下能夠高效降解甲基橙。催化實驗中，F(xiàn)e3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑表現(xiàn)出較高的催化活性和穩(wěn)定性，催化劑的重復(fù)使用性能也較好。

結(jié)論

本研究成功制備了Fe3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑，并對其形貌、結(jié)構(gòu)、光吸收性能以及催化性能進行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑具有良好的光催化性能，在可見光照射下能夠高效降解污染物。該催化劑在環(huán)境污染治理等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

綜上所述，本研究成功制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4/g-C3N4復(fù)合光催化劑，并對其形貌、結(jié)構(gòu)、光吸收性能和催化性能進行了系統(tǒng)研究。研究結(jié)果顯示該催化劑具有良好的光催化性能，在可見光照射下能夠高效降解甲基橙。此外，催化