C3N5光催化剂制备及其可见光下还原Cr(VI)性能和毒性研究

作     者：冯立勋 杜海英 FENG Lixun;DU Haiying

作者机构：成都理工大学生态环境学院国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室成都610059 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2024年第44卷第6期

页      面：83-92页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：成都理工大学中青年骨干基金(No.CDUT2021-71) 国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室资助项目(No.GHBK-2021-007)。 

主　　题：C3N5 光催化 Cr(Ⅵ) 光催化剂毒性 

摘      要：光催化技术能够通过光的激发使光催化剂中光生电子(e-)发生迁移,光催化剂产生e-速度越快,还原污水中重金属的效率越高.本文采用热聚合法,以3-氨基-1,2,4-三唑和特定的六元氮杂环为原料创新制备了C3N5光催化剂,与传统工艺相比,创新制备的C3N5带隙值降低了0.06~0.17 eV.其中,以3-氨基-1,2,4-三唑、三聚氰酸、巴比妥酸和KBr为原料制备的C3N5光催化剂(CN-7)带隙值降低了0.17eV,在366nm的激发波长下,CN-7在450nm发射峰极低,极大地抑制了光生电子-空穴对的复合效率,拥有比其他C3N5更快的e-迁移速度.CN-7在50W LED灯照射下50 min内还原水中Cr(VI)的效率可达99.3%,经过5次循环实验后,对Cr(Ⅵ)的去除率仍然可达96%,且受干扰离子的影响较小,具有良好的稳定性.通过自由基捕获实验证明了反应体系中的主要活性物种为e-.同时,将小白菜种植在含CN-7的水溶液中考察光催化剂本身的毒性,发现植物的生长指标不受其影响,而生理指标显示其对植物的生长有一定的促进作用.本研究为制备C3N5光催化剂提供了一种新的方法,同时,为印染、电镀等污水处理工艺中高效还原Cr(VI)且不产生二次污染物提供了新的方向.