不同N源无定形TiO2/g-C3N4光催化还原Re(Ⅶ)性能

作者：王旭聪; 邓浩; 姜忠义^*; 袁立永^*

来源：无机材料学报, 2020, 35(12): 1340-1348.

• N源
• 无定形TiO2/g-C3N4复合材料
• 光催化还原
• Re(Ⅶ)/Tc(Ⅶ)

为探究不同N源对无定形TiO2/g-C3N4(TCN)复合材料光催化还原Re(Ⅶ)的影响,通过热分解不同前驱体(尿素Urea、硫脲Thiourea和三聚氰胺Melamine)制备g-C3N4,再分别与无定形TiO2复合,制备了三种TCN复合光催化剂。通过不同分析手段对材料进行表征,并比较了不同TCN复合材料光催化还原去除Re(Ⅶ)的活性差异。结果表明,U-TCN(尿素为N源)具有更均匀的表观形貌,最大的比表面积(474m2/g),最优异的光吸收性能,对Re(Ⅶ)的光催化还原效率(90%)明显高于T-TCN(20%)和M-TCN(15%)。通过复合材料的瞬态光电流和电化学阻抗(EIS)分析光催化机理,证明U-TCN光生电子空穴分离效率最高;电子顺磁共振波谱(EPR)分析表明U-TCN产生的羟基自由基(×OH)更多,因此与甲酸反应产生的强还原性·CO2–自由基更多,从而更有利于Re(Ⅶ)的还原;利用同步辐射X射线吸收光谱分析Ti元素价态及配位环境,表明U-TCN还具有优异的光化学稳定性。本研究揭示了不同N源对所制备TCN复合材料光催化性能的影响,并发现了一种可用于实际废水中光催化还原去除Tc(Ⅶ)的优选材料。

• 单位
  中国科学院高能物理研究所; 天津大学; 天津化学化工协同创新中心