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      g-C3N4/TiO2復(fù)合材料光催化降解布洛芬的機(jī)制

      2017-02-22 07:23:35蘇海英王盈霏王楓亮蘇躍涵蔡宗葦劉國光呂文英李富華廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院廣東廣州510006
      中國環(huán)境科學(xué) 2017年1期
      關(guān)鍵詞:光降解異丙醇常數(shù)

      蘇海英,王盈霏,王楓亮,蘇躍涵,蔡宗葦,劉國光,呂文英,姚 琨,李富華,陳 平 (廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 510006)

      g-C3N4/TiO2復(fù)合材料光催化降解布洛芬的機(jī)制

      蘇海英,王盈霏,王楓亮,蘇躍涵,蔡宗葦,劉國光*,呂文英,姚 琨,李富華,陳 平 (廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 510006)

      以TiCl3為TiO2鈦源,二聚氰胺為g-C3N4前驅(qū)體,制備了g-C3N4/TiO2復(fù)合材料;通過透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)和紫外可見光吸收光譜(UV-vis)等對g-C3N4/TiO2復(fù)合材料進(jìn)行形貌、元素和催化活性的表征. 結(jié)果表明,TiO2能很好地依附在g-C3N4的表面;吸收光發(fā)生了紅移,擴(kuò)大了TiO2的吸收光譜范圍;催化劑活性實驗研究表明g-C3N4與TiO2按1:9的質(zhì)量摻雜比例制備出的g-C3N4-10/TiO2復(fù)合材料對布洛芬(IBU)的光催化降解效果最好;實驗同時研究了g-C3N4-10/TiO2復(fù)合材料對IBU光催化降解的影響機(jī)制. IBU的光催化反應(yīng)符合準(zhǔn)一級動力學(xué)規(guī)律;酸性環(huán)境下有利于IBU的降解;使用異丙醇作為·OH分子探針,檢測到·OH存在于g-C3N4/TiO2光催化體系中,并計算得出·OH的貢獻(xiàn)率為73.7%,表明·OH在降解中起到主要作用.

      布洛芬;g-C3N4/TiO2;光催化降解;一級動力學(xué);活性氧化物種

      布洛芬(IBU)是一種苯丙酸類非甾體類抗炎藥物[1],廣泛用于治療風(fēng)濕性疾病、疼痛和發(fā)燒

      [2-3].其是一種白色結(jié)晶性粉末,熔點為 75~77 ,℃具有不溶于水,易溶于乙醇、氯仿、乙醚等有機(jī)溶劑的物理化學(xué)性質(zhì),IBU在水生環(huán)境中性質(zhì)穩(wěn)定、難揮發(fā)、半衰期長、遷移性好,被認(rèn)為是“持久性”的污染物之一,根據(jù)以往報道,在河流與數(shù)家制藥廢水中檢測到高殘留量的IBU[4-6],因此,IBU對生態(tài)環(huán)境的影響及其控制技術(shù)研究成為近年來的熱點.

      納米材料 TiO2作為光催化劑具有價廉、穩(wěn)定性好、活性高和無毒等優(yōu)點,能夠有效降解染料、烴類和多環(huán)芳烴、表面活性劑、及PPCPs(藥物及個人護(hù)理品)等,可將其脫色、并礦化為無毒的無機(jī)小分子物質(zhì),從而達(dá)到治理環(huán)境污染的效果[7-10].然而,由于其只能吸收紫外光,對太陽能的利用效率低,使 TiO2的應(yīng)用受到了限制.通過金屬和非金屬摻雜、有機(jī)染料敏化、與窄帶隙半導(dǎo)體耦合等可以將TiO2吸收光譜擴(kuò)大到可見光范圍內(nèi). Jo等[11]制備了多壁碳納米管TiO2復(fù)合納米纖維,在可見光照 射條件下,對檸檬精油的降解效率顯著高于P25和TiO2納米纖維. Lee等[12]研究結(jié)果表明Al摻雜可以使TiO2的吸收光譜出現(xiàn)紅移現(xiàn)象.

      C3N4是一種具有良好的半導(dǎo)體性質(zhì)的材料,因其具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的物理化學(xué)穩(wěn)定性,作為一種可見光光催化劑應(yīng)用于光催化有機(jī)選擇性合成、光解水制氫和光催化降解有機(jī)污染物等[13-15]. Tong等[16]制備了 g-C3N4-TiO2的納米片,發(fā)現(xiàn)其在可見光的條件下50min內(nèi)將羅丹明完全光催化降解,從而推測 g-C3N4可以提高TiO2的光催化性能.本研究制備了C3N4和 TiO2的復(fù)合材料,并對在其作用下IBU的光催化降解行為進(jìn)行了研究,以期為IBU的處理提供一種新的方法.

      1 實驗部分

      1.1 試劑

      布洛芬(IBU),純度>98%,阿拉丁試劑公司;異丙醇,純度>99.5%,阿拉丁試劑公司;碘化鉀,純度>99.0%,天津市福晨化學(xué)試劑;苯甲酸(BA),純度>99.0%,天津市科密歐化學(xué)試劑公司;對苯醌,純度>99.0%,天津市大茂化學(xué)試劑;其他試劑(三氯化鈦、甲酸,甲醇,氫氧化鈉和硫酸),均為分析純,成都科龍化工試劑;實驗用水,均為超純水, Smart2Pure超純水/純水一體化系統(tǒng),德國TKA.

      1.2 儀器

      JEM-2100F型高分辨透射電子顯微鏡; Ultima III型衍射儀(日本),X射線源條件為CuKα (λ=1.5406A),掃描范圍為 2θ=10~70°,管電壓為40KV,管電流為100mA;UV-2100北京瑞利型紫外-可見光譜(UV-vis)掃描儀.

      色譜儀:LC-20AT(SHIMADZU);色譜柱:VPODS(SHIMADZU);檢測器為光電二極管陣列檢測器(SPD-M20A);色譜條件:流動相是甲醇-0.2%甲酸水(80:20,體積比);檢測波長:220nm;流速:1mL/min;柱溫:40℃;進(jìn)樣體積:20μL.

      1.3 g-C3N4/TiO2的制備

      1.3.1 g-C3N4的制備 準(zhǔn)確稱取 5g二聚氰胺于氧化鋁坩堝中加入30mL水,水浴70℃使得二聚氰胺完全溶解.之后轉(zhuǎn)移至馬弗爐中以3 /min℃ 升溫速率升至 550℃并保持該溫度 3h.待其冷卻至室溫,碾磨,過篩之后得到黃色粉末. 1.3.2 TiO2的制備 在攪拌過程中將5mL TiCl3溶液加入到10mL水中至完全溶解,加入4g NaCl達(dá)到飽和,轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜中加熱120 ,℃并保持該溫度 12h,待其冷卻至室溫,使用超純水和無水乙醇洗滌,離心3次,60℃真空干燥得到TiO2粉末.

      1.3.3 g-C3N4/TiO2制備 稱取一定量 g-C3N4溶于20mL乙醇,超聲30min使其分散均勻,加入TiO2,使g-C3N4與TiO2的質(zhì)量比分別為0%、2%、10%、20%和50%、100%,其分別標(biāo)記為TiO2(即純 TiO2)、g-C3N4-2/TiO2、g-C3N4-10/TiO2、g-C3N4-20/TiO2、g-C3N4-50/TiO2、g-C3N4,置于通風(fēng)櫥攪拌至干,然后轉(zhuǎn)移于馬弗爐中以3℃/min升溫速率升至 300℃并保持該溫度 2h,冷卻后即得到所制備的催化劑.

      1.4 實驗方法

      圖1 旋轉(zhuǎn)光化學(xué)反應(yīng)器Fig.1 Rotary photochemical reactor

      稱取 0.25g IBU溶于 250mL乙腈中,得到1g/L的IBU母液.取0.05g催化劑g-C3N4/TiO2至250mL的棕色容量瓶中,加入一定量的超純水,并進(jìn)行15min超聲使其分散均勻,然后加入適量的 IBU,用超純水定容,使 IBU的濃度為4mg/L,g-C3N4/TiO2的濃度為 200mg/L.實驗中用 1%的H2SO4和NaOH調(diào)節(jié)溶液pH,搖勻后,至于暗室中攪拌 30min以達(dá)到吸附解吸平衡,隨后準(zhǔn)確移25mL溶液至50mL的pyrex玻璃管里,置于圓形旋轉(zhuǎn)光化學(xué)反應(yīng)器(XPA-7,南京胥江機(jī)電廠,構(gòu)型如圖1)中進(jìn)行磁力攪拌,控制條件為:反應(yīng)溫度25℃,轉(zhuǎn)速250~300r/min,350W氙燈(南京胥江機(jī)電廠)照射.每隔5min取樣一次,然后快速用針頭式過濾器過濾掉催化劑 g-C3N4/TiO2,過濾后的樣品用HPLC(高效液相色譜)測定 IBU的濃度.每組設(shè)3個平行樣,取平均值,實驗數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差不超過5%,否則重新試驗.

      1.5 IBU的理論計算

      對IBU的光催化降解反應(yīng)擬一級動力學(xué)方程,其濃度計算式為:

      式中:Ct(IBU)表示 IBU 在 t時刻的剩余濃度, mol/L ;C0(IBU)為IBU的初始濃度,mol/L;t表示反應(yīng)時間,min;k表示速率常數(shù),min-1.

      光解過程中物質(zhì)的半衰期可通過 t1/2=ln2/k計算得出.根據(jù)上述濃度-時間的函數(shù)關(guān)系,可以計算出任意時刻反應(yīng)物的濃度,同時可以推出反應(yīng)物消耗一半時所需要的時間,即該反應(yīng)的半衰期,用t1/2表示.

      2 結(jié)果與討論

      2.1 g-C3N4-10/TiO2的表征

      2.1.1 TEM 形貌表征 用透射電子顯微鏡對g-C3N4-10/TiO2復(fù)合材料進(jìn)行形貌表征(圖2),從圖中可知 g-C3N4具有類層狀結(jié)構(gòu),而 TiO2呈現(xiàn)出類球形態(tài);且TiO2能較均勻分散在g-C3N4的表面,說明g-C3N4對TiO2的摻雜成功.

      2.1.2 X射線衍射分析 圖3為g-C3N4、TiO2,以及g-C3N4-10/TiO2的X射線衍射(XRD)圖譜,在g-C3N4的XRD中,在27.5°有個較強(qiáng)衍射峰,其對應(yīng)g-C3N4的(002)晶面,是由π共軛平面的石墨層狀堆積而引起的[17];而在 13.0°附近存在較弱的衍射峰,對應(yīng) g-C3N4的(100)晶面,是構(gòu)成平面的3-s-三嗪結(jié)構(gòu)單元所形成的[18].在TiO2譜圖中,金紅石衍射峰和對應(yīng)晶面分別出現(xiàn)在27.5(110)、36.1(101)、41.5(111)和54.2(211);而銳鈦礦衍射峰和對應(yīng)晶面分別在 25.4(101)、37.9(004)、48.0(200)、55.2(211).對于復(fù)合材料g-C3N4-10/TiO2,13.0°沒有出現(xiàn)衍射峰可能是因為摻雜量較小,而g-C3N4的摻雜增大了TiO2的101、110晶面[19].另一方面,在 g-C3N4-10/TiO2復(fù)合材料的衍射峰與純TiO2的衍射峰位置一一對應(yīng),說明g-C3N4沒有進(jìn)入TiO2的晶格里,只是依附在其表面[20].

      圖2 g-C3N4-10/TiO2的透射電鏡圖Fig.2 TEM image of g-C3N4-10/TiO2

      圖3 g-C3N4-10/TiO2復(fù)合材料的XRD譜圖Fig.3 XRD patterns of g-C3N4-10 /TiO2

      2.1.3 復(fù)合材料光吸收性能的表征 圖 4是 3種催化劑通過紫外可見光吸收光譜儀(UV-vis)掃描得到的光譜圖.由光譜圖可知,TiO2最大的吸收波長約 390nm,g-C3N4-10/TiO2復(fù)合材料和純TiO2相比,最大的特點就是復(fù)合材料的最大吸收波長向可見光范圍移動,擴(kuò)大了催化劑吸收光譜的范圍,出現(xiàn)這個現(xiàn)象的原因是 g-C3N4-10/TiO2復(fù)合材料疊加了 TiO2吸收的紫外光響應(yīng)和g-C3N4的可見光響應(yīng).

      圖4 TiO2、g-C3N4和g-C3N4-10/TiO2紫外-可見吸收圖譜Fig.4 UV-vis absorption spectras of TiO2, g-C3N4and g-C3N4-10/TiO2

      2.2 TiO2與g-C3N4摻雜比例對IBU光降解的影響

      TiO2與g-C3N4按照不同的摻雜比例制備成g-C3N4/TiO2復(fù)合催化劑,并將其應(yīng)用于IBU的光催化降解反應(yīng)中.實驗結(jié)果表明(見圖 5),在相同的催化條件下,純TiO2、g-C3N4-2/TiO2、g-C3N4-10/TiO2、g-C3N4-20/TiO2、g-C3N4-50/TiO2和純g-C3N4對IBU的去除率分別是48.2%、68.2%、81.3%、61.1%、54.9%和 5.6%;其中 g-C3N4-10/TiO2對 IBU 光降解的催化效果最佳,與純TiO2、純 g-C3N4相比分別高出 33.1%、75.7%.有文獻(xiàn)報道,g-C3N4與TiO2的復(fù)合不僅可以有效阻止TiO2出現(xiàn)聚集狀態(tài),有利于催化劑與有機(jī)污染物接觸,而且可以提高 TiO2的催化性能[19].這是由于TiO2摻雜了g-C3N4,g-C3N4可以吸收可見光產(chǎn)生光生電子,并將其引入寬禁帶半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中,在體系空間里能有效分離光生電子和空穴,促進(jìn) TiO2的光催化性能[21];然而摻雜配比過高,也會提高體系中的導(dǎo)帶電子和空穴的復(fù)合反應(yīng),導(dǎo)致材料催化性能降低.因此,g-C3N4與 TiO2存在一個最佳摻雜量.

      圖5 不同摻雜比g-C3N4/TiO2對IBU光降解的影響Fig.5 Effect of doping ratio of g-C3N4/TiO2on the degradation fo IBU

      2.3 不同g-C3N4-10/TiO2濃度對IBU光降解的影響

      不同g-C3N4-10/TiO2催化劑濃度對IBU光降解的影響結(jié)果見圖6(a),當(dāng)g-C3N4-10/TiO2的濃度分別為0、120、200、280和400mg/L時,IBU的去除率分別 3.9%、47.8%、58.0%、65.6%和73.2%;IBU光催化降解符合擬一級動力學(xué)方程,其對應(yīng)的速率常數(shù)(見圖 6(b))分別為 0.0014、0.02361、0.03108、0.0381和0.04725min-1. 隨著g-C3N4-10/TiO2濃度的增大,IBU的光催化降解率和降解速率均呈升高的趨勢,這是由于非均相催化氧化的效果與催化劑表面的活性位點數(shù)目密切相關(guān),增加催化劑加入量,可有效增加催化劑的活性位點數(shù),因此IBU的降解速率隨著催化劑濃度的升高而升高.

      2.4 不同pH條件下IBU的光催化降解

      pH在水環(huán)境光化學(xué)反應(yīng)中可以通過改變光催化劑和有機(jī)污染物的形態(tài)分布而影響 IBU的光催化降解效率.本實驗為了考察pH對IBU光降解的影響機(jī)制,在不同pH(3、5、7、9)條件下,對IBU進(jìn)行了光降解實驗.如圖7所示pH分別為3、5、7和9時,其降解率分別為33.5%、60.1%、24.4%和20.0%,尤其是當(dāng)pH值為5時速率達(dá)到最大,其準(zhǔn)一級動力學(xué)速率常數(shù)為 0.03203min-1.這是由于IBU的pKa=4.52~4.90[22],當(dāng)pH低于該值,IBU以分子形態(tài)為主,高于該值IBU以負(fù)離子形態(tài)為主,而 TiO2的 PZC=6.5[23],當(dāng) pH<6.5時, TiO2帶正電荷;當(dāng)pH>6.5時,TiO2帶負(fù)電荷.當(dāng)pH值為5時,IBU以負(fù)離子形態(tài)為主,TiO2以帶正電荷的形態(tài)存在,此時,最有利于IBU與TiO2吸附反應(yīng)的發(fā)生,因此,此時最有利于IBU在TiO2表面進(jìn)行光催化降解.當(dāng)pH值為3時,IBU以中性分子為主,TiO2以陽離子為主;當(dāng)pH值為7和9時,IBU以負(fù)離子形態(tài)為主,而TiO2以負(fù)離子形態(tài)為主,因此,pH值為3、7、9時,都不如pH值為5時TiO2表面對IBU的吸附有利.

      圖6 (a)不同g-C3N4-10/TiO2濃度對IBU光降解的影響;(b)不同濃度g-C3N4-10/TiO2與速率常數(shù)的關(guān)系Fig.6 (a) Effect of concentration of g-C3N4-10/TiO2on the degradation of IBU;(b) Relation between concentration of g-C3N4-10/TiO2and the degradation rate constant of IBU

      圖7 不同pH對IBU光降解的影響Fig.7 Effect of pH on the degradation of IBU

      2.5 IBU光催化降解的機(jī)理研究

      2.5.1 活性物種的檢測 為了探究是否有·OH、超氧自由基和空穴參與IBU的光催化降解,以及它們的影響機(jī)制,對該體系做了氧化活性物種的猝滅實驗. 配制 4份 4mg/L的 IBU溶液(均含200mg/L g-C3N4-10/TiO2),一份直接進(jìn)行單獨(dú)光催化降解、另外3份分別加入50mmol的異丙醇、108mg/L對苯醌和660mg/LKI后再進(jìn)行光催化降解.異丙醇是·OH的專一性猝滅劑,其與·OH的反應(yīng)速率常數(shù)為 1.9×1010L/(mol·s)[24];加入對苯醌對超氧自由基進(jìn)行清除[25];而KI是·OH和h+的猝滅劑[26],I-能迅速捕獲·OH(1.2×1010M-1s-1)和h+,生成沒有氧化活性的I2[27-28].

      由圖8可知,單獨(dú)光催化降解、加入異丙醇、對苯醌和KI后的光催化降解,其對IBU光降解率分別為 59.7%、22.3%、16.8%和 14.3%,由于加入異丙醇能迅速降低IBU的降解速率,表明反應(yīng)體系中有·OH參與IBU的光催化降解反應(yīng);加入50mmol異丙醇后,IBU的光降解速率常數(shù)從0.03148min-1降低為0.00827min-1,根據(jù)式(8)可算出·OH的貢獻(xiàn)率為73.7%;加入對苯醌后,IBU的降解速率常數(shù)為 0.00521min-1,計算出超氧自由基的貢獻(xiàn)率為83.4%,因此推測IBU光催化降解過程中的·OH大部分由超氧自由基轉(zhuǎn)化[見式(3)-(5)];加入·OH和h+的猝滅劑KI后,其k(IBU)降解效果略低于含有 50mmol異丙醇對比組,表明IBU光降解反應(yīng)中參與反應(yīng)的活性氧化物主要是·OH.

      圖8 異丙醇、對苯醌和碘化鉀對IBU光降解的影響Fig.8 Effect of isopropanol, p-benzoquinone and KI on the degradation of IBU

      2.5.2 羥基自由基濃度的計算 為了深入了解·OH對IBU光催化降解的影響機(jī)理,在實驗中加入苯甲酸(0.1mL)作為檢測·OH分子探針,檢測·OH在IBU光催化降解中的穩(wěn)態(tài)濃度.根據(jù)化學(xué)平衡,·OH的生成速率等于其消失速率,利用BA與·OH反應(yīng)的消失速率計算·OH和IBU光降解反應(yīng)的二級速率常數(shù).同時,計算出來的速率常數(shù)為理論的速率常數(shù),根據(jù)·OH對IBU降解反應(yīng)體系的貢獻(xiàn)率,最后算出IBU與·OH的二級反應(yīng)速率常數(shù).

      式中:[BA]表示苯甲酸的濃度,mol/L;kBA·OH表示苯甲酸與羥基的二級反應(yīng)速率常數(shù),4.3× 109L/(mol·s);[·OH]ss表示體系中羥基自由基的濃度;kexp表示實驗測得苯甲酸的降解反應(yīng)速率常數(shù),s-1;R·OH表示·OH參與降解IBU的貢獻(xiàn)率;kIBU表示實驗中測得IBU光降解擬一級動力學(xué)的速率常數(shù);kisopropanol表示加入異丙醇后測得 IBU光降解擬一級動力學(xué)方程的速率常數(shù).

      表1 苯甲酸對IBU光降解影響的動力學(xué)方程和速率常數(shù)Table 1 Effect of benzoic acid on the Photocatalysis kinetics of IBU

      在相同的光催化實驗條件下,對 BA光降解擬一級動力學(xué)方程,測得其反應(yīng)速率常數(shù)為kexp=1.87×10-4s-1,苯甲酸對IBU光降解影響的動力學(xué)方程和速率常數(shù)見表 1.由式(6)可計算出羥基 自 由 基 的 濃 度 :[OH]SS=kexp/kBA·OH=4.35× 10-14mol/L.另外,在相同實驗條件下,測得IBU擬一級動力學(xué)速率常數(shù)為 kIBU*=2.33×10-4s-1,根據(jù)一級和二級動力學(xué)速率常數(shù)之間的關(guān)系,可計算出IBU與·OH反應(yīng)的理論二級動力學(xué)速率常數(shù)(式(7)):kIBU·OH*=kexp/[OH]ss=5.36×109L/(mol·s).該數(shù)據(jù)為IBU與·OH理論的二級反應(yīng)速率常數(shù),其中包括了其他活性氧化物對IBU降解所起到的間接促進(jìn)作用.因此,需要計算出·OH對IBU光降解的貢獻(xiàn)率(式8),即是加入異丙醇對·OH進(jìn)行猝滅實驗,以排除其他自由基對IBU的降解作用[29].最后計算出IBU與·OH反應(yīng)實際的二級動力學(xué)速 率 常 數(shù) :kIBU·OH=R·OH×kIBU·OH*=4.1×109L/ (mol·s),計算結(jié)果屬于常見藥物與·OH反應(yīng)的速率范圍之內(nèi)[30].

      3 結(jié)論

      3.1 以TiCl3為鈦源,二聚氰胺為前驅(qū)體,制備了g-C3N4/TiO2復(fù)合材料,表明 TiO2能很好的依附在 g-C3N4的表面上,g-C3N4/TiO2復(fù)合催化劑紫外吸收光譜發(fā)生了紅移,擴(kuò)大了TiO2的吸收光譜范圍.

      3.2 按照不同的摻雜比例制備出來的 g-C3N4/ TiO2復(fù)合催化劑,并用于IBU的光催化降解,發(fā)現(xiàn)的g-C3N4與TiO2比例為1:9時,IBU的光催化降解效果最佳;在相同的光催化條件下,隨著g-C3N4-10/TiO2的濃度增大,IBU的光降解速率升高.

      3.3 在氙燈的光照下,IBU的光降解反應(yīng)符合準(zhǔn)一級動力學(xué)規(guī)律,其催化降解反應(yīng)與 pH之間的規(guī)律不是簡單的線性關(guān)系,當(dāng) pH=5(4mg/L IBU, 200mg/L g-C3N4-10/TiO2)時,IBU的光降解率達(dá)到最大.

      3.4 在 g-C3N4-10/TiO2光催化 IBU的體系中,參與 IBU光降解的活性氧化物種中(羥基自由基、價帶空穴和超氧自由基等),羥基自由基起到主要作用.

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      Preparation of g-C3N4/TiO2composites and the mechanism research of the photocatalysis degradation of ibuprofen.

      SU Hai-ying, WANG Ying-fei, WANG Feng-liang, SU Yue-han, CAI Zong-wei, LIU Guo-guang*, Lü Wen-ying, YAO Kun, LI Fu-hua, CHEN Ping
      (School of Environmental Science and Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China). China Environmental Science, 2017,37(1):195~202

      In this experiment, titanium trichloride was chosen as the titanium source of TiO2and dicyandiamide was selected as the precursor of g-C3N4to prepare the g-C3N4/TiO2composites. The morphology, elements, and catalytic properties characterization of g-C3N4/TiO2were characterized by transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD) and ultraviolet-visible absorption spectrum(UV-vis). The results showed that TiO2could be attached on the surface of g-C3N4well. The doping ratio 1:9 of C3N4and TiO2showed the highest photocatalytic activity on the degradation of IBU due to the red-shift of the catalyst. The photocatalytic degradation of IBU followed pseudo-first-order kinetics. Acidity increased the photocatalytic degradation of IBU. The quenching experiment demonstrated that the contribution rate of ·OH was 73.7%, indicating that ·OH played a major role in the photocatalytic degradation of IBU.

      ibuprofen;g-C3N4/TiO2;photocatalytic degradation;first-order kinetics;reactive oxygen species

      X703

      A

      1000-6923(2017)01-0195-08

      蘇海英(1991-),女,廣東肇慶人,廣東工業(yè)大學(xué)碩士研究生,主要從事大氣中有機(jī)污染物方面的研究.

      2016-05-15

      國家自然科學(xué)基金資助項目(21377031);廣東省科技項目(2013B020800009)

      * 責(zé)任作者, 教授, liugg615@163.com

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