g-C3N4/生物炭/nZVI还原水中硝酸盐的性能
来源：中国环境科学杂志2024年第3期北京时间：
作者：李厚芬, 魏谦, 郭阳, 刘鹏霄, 李瑞, 周爱娟, 岳秀萍
单位：1. 太原理工大学环境科学与工程学院, 山西 晋中 030600;2. 中北大学环境与安全工程学院, 山西 太原 030624;3. 山西浙大新材料与化工研究院, 山西 太原 030624
摘要：通过在g-C3N4/生物炭(BC)材料表面还原沉积纳米零价铁(nZVI)制备了g-C3N4/BC/nZVI复合催化剂.利用SEM、TEM、XPS、XRD、UV-Vis DRS、光电流等对所制备的催化剂进行了物化性质和光电性能的表征,考察了g-C3N4/BC/nZVI在可见光照下对水中硝酸盐(NO3-)的还原性能.结果表明,中性水体的最佳反应条件为g-C3N4/BC与nZVI的质量比为1: 0.6, g-C3N4/BC/nZVI的投加量为2g/L,NO3-的初始浓度为20mg/L.与nZVI, BC/nZVI, g-C3N4/nZVI相比,g-C3N4/BC/nZVI表现出最快的NO3-还原速率(k=10.6×10-2min-1)以及较高的脱氮性能(71.6%).实验进一步考察了g-C3N4/BC/nZVI还原NO3-过程中氮的变化规律.推测还原机理为:可见光照下,光生电子通过BC转移到nZVI表面,提高了nZVI的反应活性和稳定性,同时, BC材料抑制光生空穴对nZVI的氧化作用; nZVI表面的活性电子将NO3-还原为N2和NH4+,而光生空穴则进一步将部分NH4+氧化为N2和其他气态产物.
关键词：光催化,g-C3N4,生物炭,纳米零价铁,NO3-还原
基金资助：山西省应用基础研究计划项目(202303021211030);山西浙大新材料与化工研究院研发项目(2022SXTD006)
