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CeO_2/g-C_3N_4光催化-芬顿高效降解盐酸强力霉素

杨婷婷  陈星  陈长斌  汪三六  崔康平  
【摘要】:通过水热法成功制备了CeO_2/g-C_3N_4可见光诱导的复合光催化剂,并研究了其对盐酸强力霉素(DC)的去除性能,分别考察了铈掺杂量、pH、H_2O_2浓度、催化剂投加量和污染物浓度对DC降解效果的影响。结果表明:最佳反应条件为pH=2.0、 H_2O_2=5 mmol·L~(-1)、催化剂投加量为0.5 g·L~(-1),此时5%CeO_2/g-C_3N_4可有效去除10 mg·L~(-1)的DC,去除率可达到99.1%。通过SEM、TEM、XRD、FTIR、XPS等对CeO_2/g-C_3N_4催化剂的结构进行了一系列表征。在可见光和H_2O_2同时存在的条件下进行降解实验,CeO_2/g-C_3N_4的光催化活性比纯g-C_3N_4的光催化活性有明显提高,其中5%CeO_2/g-C_3N_4显示出最优的催化活性,反应速率是g-C_3N_4的2.6倍,比单独的光催化体系和非均相芬顿体系的去除率提高了61%和72%,说明光催化技术和非均相芬顿技术之间存在协同效应。基于瞬态光电流响应、电子顺磁共振和自由基淬灭实验结果,推测出CeO_2/g-C_3N_4降解DC可能的反应机理为光催化促进了类芬顿反应中Ce~(4+)和Ce~(3+)的循环,也提高了光生电子-空穴分离效率。

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