石墨烯和氮化碳改性CuMn2O4催化臭氧氧化效能的對比

編號：NMJS07850

篇名：石墨烯和氮化碳改性CuMn2O4催化臭氧氧化效能的對比

作者：柳曄 李驁 王振北 宋子龍 張鈺婷 劉超 王一平 齊飛

關鍵詞： 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

機構： 北京林業(yè)大學

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CuMn2O4進行改性。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工作站等對改性前后的CuMn2O4進行了表征;比較了改性前后CuMn2O4對二苯甲酮-4(BP-4)的降解效果以及對溴酸鹽的抑制效果;分析了2種復合催化劑的結構與性能之間的關系。結果表明:2種復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)的相對含量增加了2.51倍,CuMn2O4/g-C3N4中OV的相對含量增加了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催化臭氧對生成量的抑制效果沒有提升。因此,CuMn2O4/rGO更適用于催化臭氧氧化過程。以上研究結果可以為多相催化臭氧氧化過程篩選新型高效催化劑提供參考。