Ag/Ag2O/g-C3N4/BiVO4复合光催化体系降解盐酸四环素机理研究

摘要

为提高钒酸铋(BiVO4)对盐酸四环素(TC-HCl)在水溶液中的降解效率,以银基材料( Ag/Ag2O)和石墨相氮化碳( g-C3N4 )共同改性BiVO4,通过水热法、煅烧法、湿浸渍法、沉淀和热分解法分步制备了Ag/Ag2O/g-C3N4/BiVO4 四元复合材料;采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见漫反射光谱法(UV-vis DRS)等方法对复合材料的形貌结构、元素分布及光学性质进行了表征. 结果表明:①沉积了Ag/Ag2O粒子后,复合材料对TC-HCl的吸附能力显著提高. ②纳米Ag粒子的表面等离子体共振效应( SPR)以及g-C3N4 的协同作用拓宽了光响应范围,表现出更好的光催化性能. ③相较于BiVO4、g-C3N4 及g-C3N4/BiVO4,该复合材料对TC-HCl的降解效果最佳,降解率可达89. 19%,且经过4次循环使用后仍能保持74. 8%的降解率. ④UV-vis及XPS分析证明,该复合材料的可见光响应拓展至548 nm,可吸收更多可见光. ⑤体系自由基捕获试验证明,?O2－和h+在光催化降解TC-HCl过程中发挥主要作用,且h+的作用大于?O2－. 研究显示,Ag/Ag2O/g-C3N4/BiVO4 是一种高效稳定的复合光催化剂,其在处理TC-HCl抗生素废水方面具有潜在的应用前景.