三维大孔g-C3N4吸附和光催化还原U(VI)性能研究

摘要： 将易溶的U(VI)还原为微溶的U(IV)是治理放射性铀污染的有效方法。本研究以SiO2纳米球作为硬模板, 通过热聚合-刻蚀制备具有连续贯通的三维大孔g-C3N4光催化剂, 用于吸附-光催化还原U(VI)。材料表征结果显示: 三维大孔g-C3N4比表面积显著增加, 对可见光的吸收明显增强; 同时具有三维有序大孔结构, 并呈规则的紧密堆积结构, 孔壁完整多孔, 整个结构具有良好的三维连通性。吸附实验表明: 三维大孔g-C3N4对U(VI)最大吸附容量可达~30.5 mg/g, 该过程更符合Langmuir吸附模型, 与块体g-C3N4相比吸附容量提高了~1.83倍。光催化还原实验表明: 三维大孔g-C3N4具有高的光催化活性和良好的稳定性, 其还原反应速率常数为~0.0142 min -1, 是块体g-C3N4 (~0.0024 min -1)的~5.9倍。鉴于三维大孔g-C3N4具有较优异的吸附-催化还原性能, 该材料有望应用于放射性废水中U(VI)的快速高效清除。