Mo掺杂C3N4的制备及其光降解罗丹明B性能研究徐伟权梁概泉摘要：该文以三聚氰胺和乙酰丙酮钼（C10H14MoO6）为前驱体，通过简单的热缩聚法成功地制备出钼（Mo）掺杂石墨氮化碳（g-C3N4）催化剂（Mo/g-C3N4）。采用X-射线衍射光谱（XRD）、傅里叶转换红外光谱（FT-IR）、X-射线光电子能谱（XPS）等分析手段对催化剂的结构和光学特性进行表征，并通过可见光催化降解罗丹明B（RhB）实验来研究催化剂的光催化性能。研究结果表明，当Mo掺杂量为0.2%时，Mo/g-C3N4呈现出最佳的光催化降解效果，其降解速率为57.6%，是g-C3N4的2.5倍。Mo金属的掺杂扩大了g-C3N4可见光吸收范围，提高光生电子-空穴的分离效率，有利于光催化活性的提升。该研究对实际中工业有机污染物的治理提供一定的理论指导意义。关键词：g-C3N4钼可见光光催化罗丹明B：TQ426文献标识码：A：1672-3791（2019）12（b）-0053-05近年来，可见光光催化剂因在污染降解和环境修复等方面具有潜在的应用价值而受到备受关注[1]。在种类繁多的光催化剂中，石墨氮化碳（g-C3N4），一种非金属半导体材料，具有制备过程简单、物理化学性质稳定、前驱体广等优点，已成为光催化材料研究的焦点[2，3]。自2009年王心晨课题组[4]首次报道g-C3N4能在光照条件下分解水产生氢气来，g-C3N4便被广泛应用到光催化降解污染物、CO2还原、有机合成等方面，具有良好的应用前景[5，6]。然而，热缩聚制备的g-C3N4因可见光利用率低、光生电子-空穴复合效率高等缺点从而导致其光催化性能限制[7]。因此，为了解决这些问题，研究者们探寻许多种改性方法来提高其光催化性能，包括形貌调控、异质结构建、金属元素掺杂、非金属元素掺杂等[8，9]。在這些策略中，金属元素掺杂是一种简单且有效的方法，能改变催化剂的电子结构，扩展可见光的吸收范围，增强可见光的吸收强度，提高g-C3N4光催化性能。例如，王鹏等人[10]通过掺杂Fe改善g-C3N4的能带结构，增强其对可见光的吸收，提高g-C3N4光催化性能。Wang等人[11]通过掺杂Eu调节g-C3N4的电子结构，降低其带隙宽带，扩展可见光的吸收范围，增强其光催化性能。该文通过采用三聚氰胺和乙酰丙酮钼为前驱体，通过简单的热聚合法制备了掺杂Mo的g-C3N4催化剂（Mo/g-C3N4）。采用XRD、XPS、DRS等手段对催化剂的物理化学性质进行表征，并通过催化剂在可见光下光催化降解罗丹明B（RhB）实验来测试催化剂的光催化性能。1实验部分1.1试剂与仪器试剂：三聚氰胺（C3H6N6），Melamine99%，萨恩化学技术（上海）有限公司;乙酰丙酮钼（C10H14MoO6），分析纯AR，天津市大茂化学试剂厂;罗丹明B（RhB），分析纯AR，天津市大茂化学试剂厂。仪器：电子天平FA-2014上海精宏实验设备有限公司;马弗炉SRJX-4-13ASP北京科伟永兴仪器有限公司;光化学反应仪BILON-GHX-V上海比朗仪器制造有限公司;低速离心机GT10-1北京时代北利离心机有限公司;精密鼓风干燥箱BPG-9040A上海一恒科学仪器有限公司;X-射线衍射仪D/mas-IIIA（XRD）日本理学;傅里叶变换红外光谱仪Vector33（FT-IR）瑞士Bruker;紫外一可见漫反射光谱仪U-3010（DRS）日本日立;X-射线光电子能谱仪ESCALAB250Xi（XPS）美国ThermoFisherScientific。1.2样品制备1.2.1g-C3N4的制备称取10g三聚氰胺装入50mL坩埚内，再将坩埚放入箱式电阻炉中，以2℃/min升温速率至550℃，煅烧4h，随炉冷却，将所得的淡黄色固体产物研磨成粉末，记为g-C3N4。1.2.2Mo/g-C3N4样品制备称取12.612g三聚氰胺和一定量的乙酰丙酮钼，加入100mL的去离子水中充分搅拌2h后将混合物移入120℃烘箱下干燥。接着，将固体放入坩埚内置于箱式电阻炉中，以10℃/min升温至550℃煅烧4h，随炉冷却后取出研磨成粉末，记为Mo/g-C3N4。Mo/g-C3N4催化剂中Mo与g-C3N4的质量比为0.05%、0.1%、0.2%、0.4%和0.8%，并分别记为0.05%Mo/g-C3N4、0.1%Mo/g-C3N4、0.2%Mo/g-C3N4、0.4%Mo/g-C3N4和0.8%Mo/g-C3N4。1.3光催化性能评估通过制备的催化剂对RhB的降解实验来测试其光催化性能。0.05g的光催化剂加入到RhB水溶液中（30mL，20mg/L）。以300W氙灯作为可见光光源，用滤光片过滤紫外线（λE=（1-C/C0）×100%（1）其中，E为降解效率;C0和C分别为加入...