石墨烯和氮化碳改性CuMn2O4催化臭氧氧化效能的對(duì)比

編號(hào)：NMJS07850

篇名：石墨烯和氮化碳改性CuMn2O4催化臭氧氧化效能的對(duì)比

作者：柳曄 李驁 王振北 宋子龍 張鈺婷 劉超 王一平 齊飛

關(guān)鍵詞： 催化臭氧氧化 CuMn2O4改性 石墨烯 石墨相氮化碳 二苯甲酮-4 溴酸鹽

機(jī)構(gòu)： 北京林業(yè)大學(xué)

摘要： 為了開發(fā)新型功能材料,使用石墨烯(rGO)和石墨相C3N4(g-C3N4)對(duì)CuMn2O4進(jìn)行改性。采用X射線衍射儀、比表面積分析儀、X射線光電子能譜儀和電化學(xué)工作站等對(duì)改性前后的CuMn2O4進(jìn)行了表征;比較了改性前后CuMn2O4對(duì)二苯甲酮-4(BP-4)的降解效果以及對(duì)溴酸鹽的抑制效果;分析了2種復(fù)合催化劑的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明:2種復(fù)合催化劑的比表面積、總孔容積和平均孔半徑均有所增加;與CuMn2O4相比,CuMn2O4/rGO的比表面積增大了17.68倍,CuMn2O4/g-C3N4的比表面積增大了5.09倍;rGO和g-C3N4的改性不僅增加了催化劑的氧空位,而且增加了催化劑的阻值;與CuMn2O4相比,CuMn2O4/rGO中氧空位(OV)的相對(duì)含量增加了2.51倍,CuMn2O4/g-C3N4中OV的相對(duì)含量增加了2.74倍,且CuMn2O4/rGO的阻抗增大了18.70%,CuMn2O4/g-C3N4的阻抗增大了46.93%;rGO和g-C3N4改性后的催化劑均能進(jìn)一步加快BP-4的降解,與CuMn2O4相比,CuMn2O4/rGO催化臭氧降解BP-4的速率提高了5.98倍,CuMn2O4/g-C3N4催化臭氧降解BP-4的速率提高了5.37倍。但是,二者對(duì)于溴酸鹽生成量的抑制效果存在顯著差異,與CuMn2O4相比,CuMn2O4/rGO催化臭氧能使的生成量減少100%,而CuMn2O4/g-C3N4催化臭氧對(duì)生成量的抑制效果沒(méi)有提升。因此,CuMn2O4/rGO更適用于催化臭氧氧化過(guò)程。以上研究結(jié)果可以為多相催化臭氧氧化過(guò)程篩選新型高效催化劑提供參考。