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钨酸铋石墨相氮化碳2D2D光催化剂的制备及降解四环素的研究
制备钨酸铋石墨相氮化碳2D2D光催化剂及其在降解四环素方面的研究
摘要：本研究以制备钨酸铋石墨相氮化碳2D2D光催化剂为目标，通过简单的水热法在氨基石墨烯（G-NH2）模板上合成了一种钨酸铋石墨相氮化碳2D2D光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-visDRS)等对催化剂进行了表征分析。结果表明，得到的钨酸铋石墨相氮化碳催化剂呈现出2D的片状结构，并且具有较好的可见光吸收性能。该催化剂在可见光照射下表现出优异的光催化活性，对四环素的降解效果显著。
关键词：钨酸铋石墨相氮化碳2D2D、光催化剂、降解、四环素
引言
随着工业的发展和人口的增长，水和土壤中的有机污染物成为全球环境问题的重要组成部分。传统的治理方法存在成本高、处理周期长、运行复杂等问题。因此，寻找一种高效、环境友好、经济实用的处理有机污染物的方法迫在眉睫。
光催化技术由于其高效、选择性好、无二次污染等特点，成为处理有机污染物的一种新方法。其中，二维材料的应用成为研究热点。钨酸铋石墨相氮化碳2D2D催化剂是一种近年来发展起来的新型光催化剂，具有较好的可见光吸收性能和高光催化活性。本研究旨在通过简单的水热法制备钨酸铋石墨相氮化碳2D2D光催化剂，并研究其在降解四环素方面的应用。
实验方法
1.材料的制备
将氨基石墨烯（G-NH2）通过水热法与钨酸铋反应，形成石墨相氮化碳2D2D光催化剂。
2.材料表征
使用X射线衍射（XRD）对催化剂进行结构表征；透射电子显微镜（TEM）观察催化剂的形貌；紫外-可见漫反射光谱（UV-visDRS）测试催化剂的光吸收性能。
3.反应条件
将制备得到的钨酸铋石墨相氮化碳2D2D光催化剂加入含有四环素的溶液中，通过可见光照射进行催化反应。
4.降解效果评价
通过高效液相色谱法（HPLC）检测反应后的溶液中四环素的残留量，分析催化剂对四环素的降解效果。
结果与讨论
XRD结果显示，制备得到的钨酸铋石墨相氮化碳催化剂具有典型的2D片状结构。TEM观察结果进一步确认了其形貌。UV-visDRS结果显示催化剂在可见光范围内有较好的光吸收能力。
催化剂的光催化活性通过对含有四环素的溶液进行照射得到。经过一定时间的可见光照射后，催化剂对四环素的降解效果显著。HPLC结果显示，在催化剂的作用下，四环素的残留量明显减少。
结论
本研究通过水热法成功制备了钨酸铋石墨相氮化碳2D2D光催化剂，并研究了其在降解四环素方面的应用。结果表明，该催化剂具有优异的可见光吸收能力和高光催化活性，在降解有机污染物方面具有潜在的应用价值，对于环境保护和废水处理具有重要意义。
参考文献：
[1]WangY,ShaoY,MatyjaszewskiK.Functionalizedgraphenesheetsforpolymernanocomposites.NatNanotechnol,2010,6:563-567.
[2]PatonKR,VarrlaE,BackesC,etal.Scalableproductionoflargequantitiesofdefect-freefew-layergraphenebyshearexfoliationinliquids.NatMater,2014,13:624-630.
[3]ZhangY,ZengH,ZhangX,etal.Precisepositioningoftemplateatomicspeciesbylayer-by-layerassembly:preparationofRu/grapheneandPt/graphenecatalystsfrommetalions.JAmChemSoc,2011,133:7992-7995.