3。2 DL-g-C3N4 光催化降解 BPA 性能结果分析 17

结 论 20

致 谢 21

参 考 文 献 22

1 绪论

当今社会，能源匮乏和环境污染渐渐成为影响人类的生存和进步的两大负担。如何解决 这两大问题是科学研究领域的主题和重点。人类在日常生活中通过饮食、呼吸等各种方式积 累一些对内分泌系统能产生不容忽视的影响的内分泌干扰物质[1]，双酚 A 是一种常见的可干 扰内分泌的物质，常见于塑料制品之中，在我们生活环境中的双酚 A 污染问题日益严重。在 1972  年，日本的 Fujishima  和 Honda  第一次看到这样的现象，在近紫外光的照射下，TiO2  电

极上的水被分解生成了 H2    和 O2  。此后，科学家们发现光催化技术是解决人类目前面对的问题的有效方法之一 。为了将这种技术应用到实际生活中，科研人员们对光催化的原理、如 何增加光吸收范围、如何增强光催化的稳定性以及如何通过各种手段提高光催化的效率而进 行了很多的研究。传统的半导体类型的催化剂如 TiO2， 比较廉价易得，并且在紫外光下有很 高的活性和稳定性，但其禁带宽度较大、不能吸收可见光导致其太阳能利用率较低[3]。近年 来，石墨相氮化碳(g-C3N4)因为其原料价格便宜、热稳定性好、光催化性能优越等优点，广泛 地被应用在很多方面，对于改性氮化碳的科学研究也开展了很多[4]。

1。1   双酚 A 的介绍

双 酚 A 即 二 酚 基 丙 烷 ， IUPAC 名 称 为 4,4’- 二 羟 基 -2,2’- 对 苯 丙 烷 ， 分 子 式 是 (CH3)2C(C6H4OH)2。它是一种十分重要的有机化工材料，广泛地被应用于工业、材料、包装、 建筑等多个领域[5]。双酚 A 是雌性激素之一，会扰乱人体内正常的新陈代谢的过程。科学研 究发现，双酚 A 可能与前列腺、乳腺等类型的疾病的发病有关，还可能会诱发一些癌症，并 且双酚 A 的长时间的暴露会导致男性产生很多性方面的问题。目前的暴露水平同样也会影响 婴幼儿以及儿童的神经发育情况。而孕妇的双酚 A 的暴露可能会导致新生儿的夭折、出生时 即具有身体或精神上缺陷，或新生儿在出生时的体重或其后代的体重不能如正常人一样增加 [6]。双酚 A 的化学结构式如图 1。1 所示。

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图 1。1 双酚 A 的化学结构式

Fig。 1。1 Chemical structure of BPA

1。2 半导体光催化的原理

半导体有着不连续的能级结构，分为低能价带和高能倒带，价带充满着电子，而导带几 乎没有电子。禁带宽度是低能价带到高能导带之间的能量差。在半导体光催化剂被能量不小 于它禁带宽度的光激活后，价带内的电子吸收光的能量迁移到导带后，导带上多了带负电的 电子，同时在价带上原来电子所在的位置留下空穴，空穴在形成的电场的作用下与价带分开， 转移到半导体粒子的表面上。此光生空穴具有比较强的氧化性，能氧化被半导体颗粒吸附在 其表面的物质[7]。下面以 TiO2 为例，详细阐述一下半导体是如何催化光催化反应进行的。见 图 1。2。论文网

1）TiO2 在光的照射下，会被能量不小于它禁带宽度的光激活，进而产生具有能量的光生 电子（e-）和光生空穴（h+）；