Page 109 - 《精细化工》2020年第11期

第 37 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.37, No.11
2020 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2020

功能材料
+
K 掺杂 g-C N 污泥基复合材料的制备
3
4
及其光催化性能

1
1*
1
1
马立标 ，张 宾 ，柳荣展 1,2 ，张 颖 ，詹丽凡
（1. 青岛大学 纺织服装学院，山东 青岛 266071；2. 山东省生态纺织协同创新中心，山东 青岛
266071）
+
摘要：以水性油墨废水絮凝污泥、三聚氰胺和 K 2 CO 3 为原料，采用煅烧法制备了 K 掺杂石墨相氮化碳污泥基复
合材料（AC/K-CN），利用 XRD、UV-Vis DRS、FTIR、XPS、BET、SEM 和 PL 光谱对 AC/K-CN 的晶体结构、
形貌和光电性能进行了表征。可见光照射下，将 AC/K-CN 用于光催化降解阳离子蓝 X-GRRL。结果表明，
AC/K-CN 对阳离子蓝 X-GRRL 的光催化活性明显高于纯石墨相氮化碳（g-C 3 N 4 ）或碳化污泥（AC），这归因于
AC/K-CN 有效的电子-空穴分离。与 AC 和纯 g-C 3 N 4 相比，AC/K-CN 在模拟日光下对质量浓度为 20 mg/L 的阳
离子蓝 X-GRRL 的降解率分别提高了 43.17%和 46.76%。
+
关键词：g-C 3 N 4 ；K 掺杂；可见光光催化；水性油墨废水；复合材料；碳化污泥
中图分类号：X703.1; O643.36; O644.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 11-2255-07

Preparation and photocatalytic performance of potassium
doped g-C 3N 4 sludge-based composite

1,2
1
1
1
1*
MA Libiao , ZHANG Bin , LIU Rongzhan , ZHANG Ying , ZHAN Lifan
（1. College of Textiles and Clothing, Qingdao University, Qingdao 266071, Shandong, China; 2. Shandong Ecological
Textile Collaborative Innovation Center, Qingdao 266071, Shandong, China）
+
Abstract: K doped graphitic phase carbon nitride sludge-based composite (AC/K-CN) was prepared by
calcination method using flocculation sludge of water-based ink wastewater, melamine and potassium
carbonate as raw materials. The crystal structure, morphology and photoelectric properties of the composite
were characterized by XRD, UV-Vis DRS, FTIR, XPS, BET, SEM and PL. The composite was applied to
remove cationic blue X-GRRL from aqueous solution under visible-light irradiation. The results showed
that the photocatalytic activity of AC/K-CN on cationic blue X-GRRL was higher than that of pure graphite
phase carbon nitride (g-C 3N 4) or carbonized sludge (AC), which is attributed to the effective electron-hole
separation of the composite. Compared with AC and pure g-C 3N 4, AC/K-CN composite increased the
degradation rate of cationic blue X-GRRL with a mass concentration of 20 mg/L by 43.17% and 46.76%
under simulated sunlight.
+
Key words: g-C 3N 4; K doping; visible light photocatalysis; water-based ink wastewater; composite;
carbonized sludge

随着现代工业的快速发展，环境污染与能源危 环境问题中尤为突出，而印染废水的水质则更为复
机问题日益严重，已成为人类生存和发展面临的两 杂。众所周知，印染废水具有高色度、高有机物、
个重大挑战 [1-2] 。因此，解决这两大问题是人类实现 高化学需氧量（COD）、高生化需氧量（BOD）等
[3]
可持续发展的迫切需求。其中，水污染问题在众多 特点 ，对环境污染极其严重，若不加以治理，将

收稿日期：2020-08-10; 定用日期：2020-09-27; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200740
基金项目：国家自然科学基金（51508285）；山东省重点研发计划（重大科技创新工程）项目（2019JZZY010507，2019JZZY020301）
作者简介：马立标（1995—），男，硕士生，E-mail：915602919@qq.com。联系人：张 宾（1983—），男，讲师，E-mail：bin-208@163.com。