Al₂O₃/g-C₃N₄復合材料的制備、光催化性能及機理研究

摘""""" 要： 采用高溫固相復合法制備了Al₂O₃/g-C₃N₄復合光催化劑，并對不同質量比的Al₂O₃/g-C₃N₄復合光催化劑的光催化性能進行了研究。通過XRD、SEM對催化劑的組成、結構和形貌等進行了表征。在氙燈照射下，通過催化劑對有機染料羅丹明B的催化降解，評價了催化劑的光催化性能。結果表明：Al₂O₃與g-C₃N₄成功復合，Al₂O₃/g-C₃N₄復合光催化劑比單一的Al₂O₃或g-C₃N₄降解羅丹明B的速率更快，而且Al₂O₃和g-C₃N₄的質量比為3∶2的光催化劑降解50 mL的100 mg·L^-1的羅丹明B效果最好。通過機理探究實驗發現，復合物的催化降解是羥基自由基和超氧自由基起主要作用，空穴則基本沒起作用。

關" 鍵" 詞：Al₂O₃/g-C₃N₄；制備；光催化；機理

中圖分類號：TQ032"""""" 文獻標志碼：A"""""" 文章編號：1004-0935（2024）11-1681-05

隨著科學技術的發展，以太陽能為主的新型能源的開發利用可以緩解環境污染和能源緊缺問題，也可滿足人類的可持續發展。其中半導體光催化作為利用太陽能的一種先進技術，有著廣泛的應用前景^[1]。半導體光催化可以通過吸收太陽光產生空穴和電子，進而降解有機污染物^[2]。

g-C₃N₄是一種具有優異的化學穩定性和熱穩定性的光催化材料^[3]，還具有易制備、制備方法多樣、形貌結構易控等特點，與傳統的TiO₂光催化劑相比，g-C₃N₄還能有效活化分子氧，產生超氧自由基，用于有機官能團的光催化轉化和有機污染物的光催化降解。在眾多半導體催化劑中，g-C₃N₄禁帶寬度為2.7e V^[4]，可以吸收波長小于475 nm的可見光，在生物、催化和能源儲備方面有很好的應用前景^[5]。

Al₂O₃具有大的比表面積，并且其孔徑、孔容和孔隙分布都可以通過不同的合成方法來調控^[6]。……