Ⅱ型TiO2/g-C3N4异质结的构筑促进高效光催化U(Ⅵ)还原

采用水热法将TiO2纳米片修饰在中空管状g-C3N4上制备了TiO2/g-C3N4(T-CN)复合催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-VisDRS)和光电流响应等对其形貌、结构和光物理性能进行了表征.结果表明,TiO2纳米片均匀地分散在中空管状g-C3N4表面,两者紧密结合形成异质结.TiO2与g-C3N4的质量比为20％时制得的T-CN-20复合催化剂在60min内对U(Ⅵ)的去除率为85.64％,是纯相g-C3N4的6.7倍.在10倍高浓度阳离子共存条件下的去除率仍大于69.8％,且具有优良的结构稳定性.对光催化产物分析可知,T-CN将U(Ⅵ))还原为难溶的U(Ⅳ)(63.68％)以去除铀,可有效解决含铀核废水中的U(Ⅵ)污染问题.根据能带理论分析,提出了复合催化剂异质结的Ⅱ型光催化机理.