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摘要
本工作采用机械混合方法，将TiO_2纳米颗粒与不同质量的g-C_3N_4复合，制备了一系列具有不同g-C_3N_4含量的TiO_2/g-C_3N_4复合材料.运用X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱（Raman）、比表面积分析仪（BET）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对材料的化学组成和形貌特征进行了表征.比较了g-C_3N_4、TiO_2和一系列TiO_2/g-C_3N_4在可见光驱动下对水中双酚A(BPA）的降解效率和矿化能力差异，发现TiO_2/g-C_3N_4的光催化活性显著高于g-C_3N_4和TiO_2，其中以TiO_2/g-C_3N_4-B的光催化活性最高（g-C_3N_4的投料量为0.08 g）.为了揭示TiO_2/g-C_3N_4良好光催化活性的产生机理，采用紫外可见光谱、稳态和瞬态荧光光谱对催化剂（以TiO_2/g-C_3N_4-B为研究模型）可见光响应能力、带隙结构以及光生载流子分离能力进行了分析.结果证实，通过机械混合方法向TiO_2体系引入适量的g-C_3N_4不仅能够将TiO_2的光响应范围拓宽，而且可以提升光生载流子的分离能力并延长载流子存活寿命.此方法构建的复合材料能够在水环境中保持结构和性能的稳定.对降解过程中自由基分布特征的监测表明，降解过程中的主要活性物种为空穴自由基和羟基自由基.
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单位河北工业大学; 中国科学技术大学先进技术研究院; 天津生态城水务投资建设有限公司
