碳鉀共摻雜氮化碳光催化降解非甾體類(lèi)抗炎藥的性能及機(jī)理研究

編號(hào)：CYYJ03848

篇名：碳鉀共摻雜氮化碳光催化降解非甾體類(lèi)抗炎藥的性能及機(jī)理研究

作者：魏丹丹 王盈霏 吳林熹 方政 巫健清 陳平 呂文英 劉國(guó)光

關(guān)鍵詞： 氮化碳(CN) 碳鉀共摻雜 雙氯芬酸(DCF) 光催化活性 降解機(jī)理

機(jī)構(gòu)： 廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 中共廣東省委黨校社會(huì)和生態(tài)文明教研部

摘要： 以太陽(yáng)能為驅(qū)動(dòng)力的光催化氧化技術(shù)被認(rèn)為是消除水體中非甾體抗炎藥(NSAIDs)的一種極具前景的技術(shù).氮化碳(CN)由于具有良好的可見(jiàn)光吸收能力和生物相容性而備受關(guān)注.然而傳統(tǒng)的一步熱聚合法所制備的CN存在光吸收能力弱和電子-空穴對(duì)復(fù)合率高等缺點(diǎn),限制了其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用.為此,本研究分別以2,4,6-三胺嘧啶和氯化鉀作為碳源和鉀源,采用一步縮聚法制備了碳鉀共摻氮化碳(KCCN)催化劑,并探究了其在可見(jiàn)光下對(duì)水體中NSAIDs的降解性能和反應(yīng)機(jī)制.結(jié)果表明,碳和鉀的協(xié)同作用使得氮化碳的導(dǎo)帶位置從-1.28 eV上移至-1.76 eV,有效地增強(qiáng)了其還原能力.同時(shí),碳的引入有效促進(jìn)了光生載流子的空間分離,抑制了電子-空穴對(duì)的復(fù)合.光催化性能實(shí)驗(yàn)表明,雙氯芬酸(DCF)的降解速率常數(shù)從CN體系的0.0015 min-1提高至KCCN體系的0.13 min-1,其性能提高倍數(shù)高達(dá)86.7倍.自由基檢測(cè)實(shí)驗(yàn)表明,超氧自由基、電子和單線態(tài)氧為光催化體系的主要活性物種.此外,溶液的初始pH及水體中的共存離子對(duì)KCCN體系的活性無(wú)顯著影響,而天然水體對(duì)DCF的降解起到促進(jìn)作用.急性毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,KCCN光催化體系能顯著降低DCF水體的毒性.本研究所得結(jié)果可望為綠色高效光催化材料的設(shè)計(jì)制備以及含NSAIDs實(shí)際廢水的處理提供新思路。