g-C3N4/Fe-Cu的制备以及对4-硝基苯酚光催化降解性能研究

采用高温缩聚尿素和原位沉淀法制备磁性复合g-C_3N_4/Fe-Cu纳米材料,通过X-射线衍射谱(XRD)、高分辨率JEM 1200EX型透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对材料表面形貌、颗粒形态和结构性质进行表征。考察g-C_3N_4与Fe-Cu不同复合比1∶10、1∶5和1∶1的g-C_3N_4/Fe-Cu对4-硝基苯酚催化降解性能的影响,分析研究催化剂磁性及循环利用性,并初步探讨了降解热力学、动力学过程和降解机理。实验结果表明,此方法合成的g-C_3N_4/Fe-Cu复合材料反应活性位点丰富且分散均匀,表现出较强的催化和可循环性能。当Fe-Cu摩尔比为1∶1,g-C_3N_4与Fe-Cu质量比为1∶5时,表现出最优的活性,对4-硝基苯酚的催化性能最佳,在120 min内降解效率超过82.3%,重复循环利用3次后,降解效率仍能保持在70%以上。降解过程符合准一级动力学模型,反应活化能E_a=17.32 k J·mol~(-1),熵变ΔS0,ΔG0表明降解是个熵驱动的过程,降解反应是自发进行的。