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材料导报  2024, Vol. 38 Issue (23): 23080020-7    https://doi.org/10.11896/cldb.23080020
  无机非金属及其复合材料 |
Fe3O4/g-C3N4复合异质结的构建及紫外光降解罗丹明B
朱艳1, 刘海龙1, 贾仕奎1,*, 李云峰1, 首浩2
1 陕西理工大学材料科学与工程学院,矿渣综合利用环保技术国家地方联合工程实验室,陕西 汉中 723000
2 汉中第一粘合剂有限公司,陕西 汉中 72300
Preparation of Fe3O4/g-C3N4 Composite Heterojunction and Its Photodegradation of Rhodamine B
ZHU Yan1, LIU Hailong1, JIA Shikui1,*, LI Yunfeng1, SHOU Hao2
1 National & Local Joint Engineering Laboratory for Slag Comprehensive Utilization and Environmental Technology, School of Materials Science and Enginee-ring, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, Shaanxi, China
2 Hanzhong First Adhesive Co., Ltd., Hanzhong 723000, Shaanxi, China
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摘要 本工作通过热聚合法生成了g-C3N4,溶剂热法合成了Fe3O4,并用高温煅烧法制备一系列不同质量比的g-C3N4/Fe3O4复合光催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、荧光分光光度计对g-C3N4/Fe3O4复合材料的形貌、晶体结构、化学键结构以及荧光强度进行了表征;利用紫外-可见-近红外光谱仪对不同质量比g-C3N4/Fe3O4复合材料在250 W紫外灯照射下对罗丹明B降解情况进行测试,研究了不同质量比下复合材料的光催化活性,并对g-C3N4/Fe3O4最佳质量比(20/80)复合材料进行回收实验,测试其对罗丹明B的降解情况。结果表明:g-C3N4/Fe3O4最佳质量比(20/80)复合材料在2 h内对5 mg/L的罗丹明B的降解率可达到95.8%,回收五次后对罗丹明B的降解率依然能达到82.4%,表现出良好的光催化活性与催化稳定性。
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朱艳
刘海龙
贾仕奎
李云峰
首浩
关键词:  光催化  g-C3N4  Fe3O4  高温煅烧法  可回收    
Abstract: In this work, firstly, g-C3N4 was obtained by thermal polymerization, and Fe3O4 was synthesized by solvothermal method. Subsequently, a series of g-C3N4/Fe3O4 composite photocatalysts were prepared by high-temperature calcination via changing the mass ratio. The morpho-logy, crystal structure, chemical bond structure and fluorescence intensity of g-C3N4/Fe3O4 composites were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometer (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and fluorescence spectrophotometer. The degradation of rhodamine B via different mass ratios of g-C3N4/Fe3O4 composites was tested by UV-Vis-IR spectrometer under the irradiation of 250 W ultraviolet lamp, and the photocatalytic activity of the composites photocatalysts was studied. Moreover, the recycling experiment of the optimal mass ratio (20/80) g-C3N4/Fe3O4 composites was carried out to test the degradation of rhodamine B solution. The results show that the degradation rate of 5 mg/L rhodamine B reaches 95.8% by the mass ratio (20/80) g-C3N4/Fe3O4 composite within 2 hours, and it's degradation rate to rhodamine B still reaches 82.4% after five recycle times. It shows good photocatalytic activity and catalytic stability for the (20/80) g-C3N4/Fe3O4 composite.
Key words:  photocatalysis    g-C3N4    Fe3O4    high temperature calcination method    recyclable
出版日期:  2024-12-10      发布日期:  2024-12-10
ZTFLH:  TQ323.4  
基金资助: 国家自然科学基金(52263004);陕西省自然科学基础研究项目(2021JM-486)
通讯作者:  * 贾仕奎,博士,陕西理工大学教授,硕士研究生导师。2014年毕业于华南理工大学,并获得工学博士学位,2014年7月到陕西理工大学材料科学与工程学院工作,2016—2019年在西安交通大学理学院从事博士后研究工作、合作研究。以第一作者或通信作者在国内外学术期刊上发表论文50余篇,申请国家发明专利11项,申请国际发明专利2项,其中授权国家发明专利9项,授权实用新型专利2项。其团队主要研究方向包括:生物可降解聚合物复合材料的先进成型及功能化研究;复合材料的微观结构、流变特性及物理机械性能研究;3D打印技术及其聚合物复合材料的制备。负责科研项目6项,包括国家自然科学基金青年项目,博士后科学基金特别资助项目,博士后科学基金面上项目一等资助,陕西省自然科学基础研究青年项目,陕西省自然科学基础研究面上项目,陕西省高校科协青年人才托举项目。获陕西省高校科学技术三等奖一项,陕西理工大学优秀科技成果特等奖、一等奖、二等奖各一项。shikuijia@snut.edu.cn   
作者简介:  朱艳,硕士,陕西理工大学高级实验师,2011年硕士毕业于贵州大学,2013年入职陕西理工大学材料科学与工程学院。目前主要从事高分子复合改性及其微观结构分析,有机-无机杂化粒子制备及其光催化性能研究。参与国家级项目1项和省部级项目2项,以第一作者发表核心期刊论文10余篇,授权国家发明专利4项和实用新型专利2项。
引用本文:    
朱艳, 刘海龙, 贾仕奎, 李云峰, 首浩. Fe3O4/g-C3N4复合异质结的构建及紫外光降解罗丹明B[J]. 材料导报, 2024, 38(23): 23080020-7.
ZHU Yan, LIU Hailong, JIA Shikui, LI Yunfeng, SHOU Hao. Preparation of Fe3O4/g-C3N4 Composite Heterojunction and Its Photodegradation of Rhodamine B. Materials Reports, 2024, 38(23): 23080020-7.
链接本文:  
http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.23080020  或          http://www.mater-rep.com/CN/Y2024/V38/I23/23080020
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