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摘 要

近几年的研究表明，g-C₃N₄由于拥有优良的稳定性和较高的可见光响应能力，所以它被人们认为是能够改善当前现状的可见光光催化剂。为了提高其可见光光催化活性，本文通过使用原子层沉积技术（ALD）来修饰g-C₃N₄，同时可以保证g-C₃N₄的形貌并没有发生改变，而其性能又能够得到提升，从而改进g-C₃N₄的可见光光催化活性。这种通过修饰二维材料的方法为人们在研究如何提高其性能上开阔了新的思路。

本文通过设置原子层沉积技术（ALD）中不同的循环圈数，以此来获得沉积了不同的ZnO的含量于g-C₃N₄中，观察并记录所制得样品的可见光光降解性能变化情况。通过对实验的结果分析与总结来提高C₃N₄复合体系的可见光光降解性能。

关键词：C₃N₄复合体系 ALD 可见光 光降解

Application of ZnO ALD modified g-C₃N₄ material in visible light degradation RHB

Abstract

Recent studies have shown that g-C₃N₄ has been considered to be a visible light photocatalyst that can improve the current status, because of its excellent stability and higher visible light response. In order to improve its visible light photocatalytic activity, this article uses atomic layer deposition (ALD) to modify g-C₃N₄. At the same time, it can ensure that the morphology of g-C₃N₄ has not changed, but its performance can be improved, thus improving - Visible light photocatalytic activity of g-C₃N₄. This method of modifying two-dimensional materials has opened up new ideas for people to study how to improve their performance.

In this paper, we set different ZnO content in g-C₃N₄ by setting different number of cycles in atomic layer deposition (ALD). Observe and record the visible light degradation performance of the prepared sample. Through the analysis and summary of the experimental results, the visible light degradation performance of the g-C₃N₄ composite system was improved.

Keyword：C₃N₄ composite system; ALD; visible light; photodegradation

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 C₃N₄的形成机理及特性 2

1.2.1 C₃N₄的研究与发展 2

1.2.2 g-C₃N₄的合成 3

1.2.3提高g-C₃N₄光催化效率的途径 3

1.3 原子层沉积 4

1.3.1原子层沉积简介 4

1.3.2原子层沉积应用 5

1.4 ZnO光催化特性 5

1.4.1 ZnO光催化研究进展 5

1.4.2 ZnO光催化的优缺点 6

第二章 ALD ZnO修饰C₃N₄材料的制备及性能的表征 7

2.1 实验原料及装置 7

2.1.1实验所需化学药品及仪器 7

2.1.2表征仪器 7

2.2 ZnO-C₃N₄复合结构的制备 8

2.2.1 g-C₃N₄的制备 8

2.2.2 ZnO-C₃N₄复合结构的制备 8

2.2.3 光降解实验 8

2.2.4 样品的表征 9

第三章 结果和讨论 10

3.1 SEM分析 10

3.1.1 g-C₃N₄的SEM分析 10

3.1.2 5C ZnO-C₃N₄复合结构的SEM分析 10

3.2 XRD分析 12

3.3 紫外可见光谱仪（UV-VIS）分析 13

3.4光降解实验 14

第四章 实验结论与展望 16

4.1 实验结论 16

4.2 实验展望 16

参考文献： 17

致 谢 20

第一章 绪论

1.1引言

随着我们工业的高速发展，地球上宝贵的化石能源资源被不断的开采和消耗，由于其的不可再生性，致使化石能源资源的不可恢复的减少甚至枯竭。与之同时的，生产力水平的发展与环境保护措施之间的严重失衡，使得环境污染问题日益严重，直接影响到人类当前的日常生活与工作，如果环境问题不能得到妥善解决，甚至都会对子孙后代产生极其不利的影响。当今社会，能源与环境问题已经是亟待解决的重大问题。在染料污染方面，由于人们需求量的提高，印染、皮革行业得以迅速发展，染料被广泛的应用，除去染料在工业品中起到的有利作用外，它也带了严重的环境污染问题^[1]。当前工业条件下，人们所使用的染料基本上都不是自然界本身就存在的，而是由人工生产的芳香族化学产品。这些芳香族化合物由于其本身比较复杂且稳定的空间结构，因而在自然环境下比较难以降解以及能够对人体产生危害^[2]。如果在生产中的染料废水不经处理就排放到自然环境中，就会引起严重的环境污染问题，被人经饮用水食入后，有一定的几率导致慢性中毒，危及健康。故而人们对处理废水的关注度要持续提高，对其研究也要持续下去。

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