膜法制备g-C3N4／CdS复合光催化剂及其光催化降解性能研究

的理 论 产 量 ）： ｍ（ ｇ － Ｃ 。 Ｎ ） 一 ５： １ ， 充 分 搅 拌 后 移 人 透
析 袋 中封 口 ， 将 其浸没在 ２ ５ ０ ｍＬ浓 度 为 Ｏ ． ３ ２ ｍｏ ｌ ／ Ｌ 的
学 结 构 使 得 它 具 有 最 小 的禁 带 宽 度 （ 可见光响应） ， 并 且 无毒 ， 再 加 上 简单 的 合 成 方 式 ， 使 得 其 在 催 化 领 域 具 有
龚世豪， 汪晓光， 张丽
（ 江汉 大 学 化 学与 环境 工程 学院 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ５ ６ ）
摘要 ： 采 用 高温 聚 合 有 机 物 前 驱 体 的 方 法 ， 以三聚 氰胺 为前 驱体 ， 制得 了类石 墨型 氮化碳 （ ｇ — Ｃ ｓ Ｎ ） 粉 末。
以硫 化 钠 、 氯化镉和制得 的 ｇ － Ｃ。 Ｎ 为 前 驱 体 ， 通过 膜法制备 了 ｇ － Ｃ。 Ｎ ／ ｃｄ ｓ复 合 光 催 化 剂 。 利 用 Ｘ 射 线 衍
称取 ５ ｇ的 三 聚 氰 胺 置 于坩 埚 中 ， 将 坩 埚 放 人 马 弗
炉中 ， 以１ Ｏ℃ ／ ｍｉ ｎ的速 度 升 温 至 ５ ０ ０℃ ， 恒温 ２ ｈ 。再
升温至 ５ ２ ０ ｏ Ｃ， 恒温 ２ ｈ ， 冷 却 后 取 出研 磨 ， 装样 。
２ ． ２ ． ２ ｇ — Ｃ ３ Ｎ ／ Ｃ ｄ Ｓ复 合 物 的 制 备
接， 形 成 了无 限拓 展 的 共辄 平 面 ， 因此 ， 这 种 特 殊 的 化
将２ ５ ０ ｍＬ浓 度 为 ０ ． ０ ８ ｍｏ ｌ ／ Ｌ 的 Ｃｄ Ｃ １ 溶 液 中 加 入０ ． ７ ２ ２ ３ ｇ的 ｇ — Ｃ Ｎ ， ｇ — Ｃ。 Ｎ 加 入 质 量 按 照 ｉ Ｔ Ｉ（ Ｃｄ Ｓ
文章编 号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ９ ４ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ２ ２ — ０ １ ３ ６ — ０ ３
空干燥箱 、 高压 氙灯 ， 原 子 吸收仪 ， Ｘ射线 衍射仪 ， 超 高
１ 引言
Ｃ ｄ Ｓ是 一 种 典 型 的 光 电半 导 体 材 料 ， 在光 吸 收、 光
分 辨 冷 场 发 射 扫描 电 子 显 微 镜 。 实验药 品 ： 氯化 镉 ， 三聚氰胺 ， 无 水 乙醇 ， 硫化钠 。
２ ０ １ ７ 年１ １ 月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇｒ ｅ ｅ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
绦 色斜 技
第 ２ ２期
膜法制备 ｇ － Ｃ ３ Ｎ４ ／ Ｃ ｄ Ｓ复合光催化 剂 及其光催化 降解 性能研究
广 阔 的应 用 前 景 ］ 。
Ｎａ Ｓ溶 液 中 ， 生成沉 淀 ， 静置 过夜 后 ， 将 透 析 袋 移 入 蒸 馏水 中浸没 ２ ｈ ， 重 复上 述 步 骤离心 ， 洗涤 ， 真空干燥 ， 研磨 ， 装样 。按 照 上述方法 ， 分别加 入 Ｃ 。 Ｎ 的 质 量 按 照 ｒ ｎ（ Ｃ ｄ Ｓ的 理 论 产 量 ）：ｍ （ ｇ － Ｃ。 Ｎ ） 一 １：１ ， ２：１ ， ３：１ ， ４：１ ， ５：１进
２ ． ２ 试 验 方 法 ２ ． ２ ． １ ｇ － Ｃ ３ Ｎ４制 备
致发光 、 光 催 化 等 方 面有 着 广 泛 的应 用 前 景 ［ １ ］ 。Ｃ ｄ Ｓ作
为 一 种 有 效 的可 见 光 响 应 的 光 催 化 剂 在 光 催 化 氧 化 污 染 物 阵 和 光 分 解 水 制 氢 等 领 域 受 到 极 大 的关 注 。然 而， 许 多研 究 表 明 ， Ｃｄ Ｓ的 主 要 缺 点 是 容 易 发 生 光 腐 蚀 ， 且单纯 的 Ｃ ｄ Ｓ光 生 电荷 复 合 的 速 率 较 快 。为 了 避 免 光
射（ Ｘ Ｒ Ｄ）和 扫 描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ ）等 对 催 化 剂 的 结 构 和 形 貌 进 行 了表 征 ， 并结合 降解活性艳红（ Ｘ一 ３ Ｂ ）的 实验
评 价 了催 化 剂 的 光 催 化 活性 。研 究 结 果表 明 ： 采 用膜 法制备 显著增 强 了光催化 剂的 活性 ； 与纯 Ｃ ｄ Ｓ相 比 ，
行制 备 ， 保持 Ｃ ｄ Ｓ的理论 产 量 不变 。分 别记 为 （ Ｃ ｄ Ｓ ／
Ｃ 。 Ｎ ） １ Ｉ 】 ，（Ｃ ｄ Ｓ ／ Ｃ。 Ｎ ） ２ ｌ １ ， （Ｃ ｄ Ｓ ／ Ｃ。 Ｎ ） ， （Ｃ ｄ Ｓ ／
用膜法制备 了 ｇ － Ｃ 。 Ｎ ／ Ｃ ｄ Ｓ复 合 光 催 化 剂 ， 并 利 用 降 解 活性艳红 （ Ｘ一３ Ｂ ） 的实 验 评 价 了催 化 剂 的光 催 化 活 性 。
腐 蚀 现象 可 以 和 其 他 半 导 体 进 行 复 合 、 与大 介 孔 物 质 嵌 合、 与 聚 合 物 作 用 形 成 复 合 催 化 剂 等 ］ 。 ｇ － Ｃ 。 Ｎ 结 构 中 由 于 Ｃ Ｎ的 ｓ ｐ ２杂 化 组 成 七 嗪 环 （ Ｃ ６ Ｎ７ ） 结 构单 元 ， 环 与 环 之 间 通 过 末 端 的 Ｎ 原 子 连
相关 文 献 表 明 ： ｇ — Ｃ 。 Ｎ ／ Ｃ ｄ Ｓ复 合 光 催 化 剂 在 降 解
甲 基橙 和 亚 甲基 蓝 均 表 现 出 比 ｇ — Ｃ 。 Ｎ 更 强 的光 催 化 活
性［ ４ ］ 。 目前 常 采 用 水 热 合 成 法 ］ 、 无 模 板 混 合 高 温 煅
烧 法 等 方 法 制 备 复 合 催 化 剂 。而 本 研 究 创 新 性 地 利
ｇ — Ｃ 。 Ｎ ／ Ｃ ｄ Ｓ复合 光 催 化 剂 光 催 化 活 性 明显 增 强 ， 其 中（ Ｃ ｄ Ｓ ／ ｇ — Ｃ ３ Ｎ ） ２ 。 光 催 化 活性 最 强 。
关键词 ： 膜法； 活性艳红 ； 复合光催化剂 ； 光 催 化
中图 分 类 号 ： Ｘ １ ３
文献标识码 ： Ａ