Page 77 - 《精细化工》2020年第7期

第 37 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.37, No.7
202 0 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2020

功能材料
g-C N /ZnCo O 微球的制备及其光催化降解四环素
2
4
3
4
殷广明，毕 野，王文波，陈国力，赵 冰

（齐齐哈尔大学 教学实验设备管理中心，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

摘要：以 ZnCo 2 O 4 微球材料为基础材料，采用溶液分散吸附和 100 ℃恒温 12 h 的方法制备了 g-C 3 N 4 负载的
ZnCo 2 O 4 复合材料。采用 X 射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、光电子能谱（XPS）和固体紫外漫反射（UV-DRS）
技术对其进行了表征。考察了 g-C 3 N 4 /ZnCo 2 O 4 复合材料对四环素的光催化降解能力。结果表明，ZnCo 2 O 4 与
‒
g-C 3 N 4 之间形成异质结结构，禁带宽度值为 1.73 eV。在可见光照射下，ZnCo 2 O 4 的光生电子（e ）被异质结
+
‒
处的 C 3 N 4 的离域 π 键所捕获，有效促进了 ZnCo 2 O 4 的光生电子（e ）和光生空穴（h ）分离，ZnCo 2 O 4 的光
生空穴是光催化降解四环素水溶液的主要因素。在可见光照射下，初始质量浓度为 10 mg/L 的四环素水溶液
（C 22 H 24 N 2 O 8 ）降解率最高可达 90.02%。
关键词：ZnCo 2 O 4 ；g-C 3 N 4 ；微球；光催化；四环素；功能材料
中图分类号：X703；O643.36；O644.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 07-1359-06

Preparation of g-C 3N 4/ZnCo 2O 4 microspheres and their

photocatalytic degradation of tetracycline

YIN Guangming, BI Ye, WANG Wenbo, CHEN Guoli, ZHAO Bing
（Center of Teaching Laboratory and Equipment Management, Qiqihar University, Qiqihar 161006, Heilongjiang,
China）

Abstract: g-C 3N 4/ZnCo 2O 4 composites were prepared from ZnCo 2O 4 microspheres by solution dispersion
adsorption and kepting temperature at 100 ℃ for 12 h. The samples were characterized by XRD, SEM,
XPS and UV-DRS techniques. The photocatalytic degradation ability of g-C 3N 4/ZnCo 2O 4 composites for
tetracycline was evaluated. The results showed that the heterostructure was formed between ZnCo 2O 4 and
g-C 3N 4. The bandgap width of g-C 3N 4/ZnCo 2O 4 composites was 1.73 eV. Under the visible light irradiation,
‒
the photogenic electrons (e ) of ZnCo 2O 4 were captured by the delocalized π bond of C 3N 4 in the
‒
heterojunction region, which effectively promoted the separation of photogenerated electrons (e ) and
+
photogenerated holes (h ) of ZnCo 2O 4. The photogenerated holes of ZnCo 2O 4 were the main factor of
photocatalytic degradation of tetracycline aqueous solution. The prepared g-C 3N 4/ZnCo 2O 4 composites had
excellent degradation properties for tetracycline solution with initial mass concentration of 10 mg/L, and the
highest degradation rate was up to 90.02 %.
Key words: ZnCo 2O 4; g-C 3N 4; microspheres; photocatalysis; tetracycline; functional materials

光催化氧化技术是治理水体污染的有效方法。 的半导体化合物，具有化学性质稳定、禁带宽度较
光催化氧化法是在催化剂存在下，利用太阳光将污 小、重复利用率高等特点而逐渐成为研究热点 [1-2] 。
[3]
染物彻底氧化降解，相对于传统的物理吸附、化学 目前，研究报道较多的是 ZnCo 2 O 4 ，但 ZnCo 2 O 4
+
‒
吸附和膜技术，其具有低消耗、高效能等优点，是 材料自身的光生电子（e ）和光生空穴（h ）复合
实现可持续发展的有效途径。 几率较高，限制了其在降解污染物方面的应用 [4-6] 。
在众多光催化剂中，尖晶型化合物是一种新型 开发异质结结构 ZnCo 2 O 4 材料是解决其自身光生电

收稿日期：2019-12-24; 定用日期：2020-03-06; DOI: 10.13550/j.jxhg.20191203
基金项目：国家自然科学基金（21978140）；黑龙江省省属高等学校基本科研业务费（135409304）
作者简介：殷广明（1971—），男，博士，E-mail：qdyingm@163.com。