TiO2棒状gC3N4复合材料的制备及其光催化性能研究

TiO2TiO2棒状棒状gC3N4gC3N4复合材料的制备及其光催化性能研究复合材料的制备及其光催化性能研究 硕士学位论文MASTER S DISSERTATION论文题目TiO2 棒状g C3N4复合材料的制备及其光催化性能研究作者姓名何梦如学科专业 材料学指导教师黄浩副研究员2019年5月O643 36学校代码10216UDCO 644 1密级公开工学硕士学位论文TiO2 棒状g C3N4复合材料的制备及其光催化性能研究硕士研究生何梦如导师黄 浩副研究员申请学位工学硕士学科专业材料学所在单位材料科学与 工程学院答辩日期2019年5月授予学位单位燕山大学A Dissertationin MaterialScience PREPARATIONAND PHOTOCATALYTICPERFORMANCE OFTiO2 ROD LIKE g C3N4POSITES byMengru HeSupervisor Associate ResearcherHao HuangYanshan UniversityMay 2019燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声 明此处所提交的硕士学位论文 TiO2 棒状g C3N4复合材料的制备及其光催化性能研究 是本人在导师指导下 在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果 论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果 对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确 方式注明 本声明的法律结果将完全由本人承担 作者签字日期年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书 TiO2 棒状 g C3N4复合材料的制备及其光催化性能研究 系本人在燕山大学攻读 硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文 本论文的研究成果归燕山大学所有 本论文的研究内容不得以其它 单位的名义发表 本人完全了解燕山大学关于保存 使用学位论文的规定 同意学校 保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本 允许论文被查阅 和借阅 本人授权燕山大学 可以采用影印 缩印或其它复制手段保存论文 可以公布论文的全部或部分内容 保密 在年解密后适用本授权书 本学位论文属于不保密 请在以上相应方框内打 作者签名日期年月日导师签名日 期年月日摘要I摘要光催化技术是处理废水 分解水产氢和净化室内 环境的有效手段之一 石墨相氮化碳 g C3N4 是非金属半导体光催化剂 由于其成本低廉 对环境无毒害 作用以及具有良好的可见光响应性 化学性质和热学性质稳定 已 成为光催化剂研究领域的热点之一 然而 传统块状g C3N4的比表面积低 导电性能差 光生电子空穴复合率高 实际应 用受到限制 因此从调控形貌和构建异质结两方面对g C3N4进行修饰改进 以获得催化性能最佳的光催化剂 采用不同的实验方法制备了块状 棒状 球状和蜂窝状的g C3N4 采用X射线衍射 傅里叶变换红外光谱 扫描电镜 氮气吸 脱附 紫外 可见漫反射光谱 X 光电子能谱等手段对不同形貌的g C3N4材料进行了表征 通过光催化产氢和光催化降解罗丹明B RhB 实验 研究了不同形 貌g C3N4的光催化性能 实验结果表明 不同形貌的g C3N4存在着相同的类石墨相结构 棒状g C3N4具有最大的比表面积 最高的光生电子 空穴分离效率以及最优异的光催化性能 其中棒状g C3N4的析氢速率是160 9 mol h 1g 1 是块状g C3N4的1 34倍 光照6小时后对RhB的降解率为75 是块状g C3N4的1 31倍 以钛酸四丁酯和块状g C3N4为原料 采用水热法制备了TiO2 棒状g C3N4异质结光催化剂 TiO2 R 其中TiO2与R的比例分别为1 5 1 3 1 1 3 1 5 1 通过光催化产氢和光催化降解RhB实验 评价了不同比例的TiO2 R的 光催化性能 通过测定光催化反应过程中的活性组分 探讨了该反应的机理 结果表明 TiO2与棒状g C3N4之间的协同效应能提高材料的光催化活性 当TiO2和棒状g C3N4摩尔比为1 1时 析氢速率是361 8 mol h 1g 1 是TiO2的7 99倍 是棒状g C3N4的2 25倍 光照3 5小时后对RhB的降解率为98 6 是TiO2的1 24倍 棒状g C3N4的1 71倍 此外 通过液质联用法对RhB的降解过程进行了分析 并提出了可能 的降解产物 由于染料 农药等废水的不断排放 大范围水质发生改变 人类健 康与生态平衡受到严重威胁 废水的成分复杂 有机物含量高 传统的物理吸附和生化处理等方 法不仅能耗大 花费时间长 而且很难彻底降解废水中的有机物 1 能源是工业不断前进的动力 但由于煤炭 石油等化石燃料的无节 制 不合理开采 导致了传统能源的耗竭 因此 如何有效地处理能源短缺以及由工业废水造成的环境污染问 题已成为研究学者们关注的热点 随着研究的深入 太阳能作为最有前途的替代能源 逐渐进入研究 学者的视野 众所周知 太阳能属于绿色能源 但目前绝大部分的能量未被加以 利用 因此研究学者们对太阳能的开发利用产生了浓厚的兴趣 1972年 Fujishim和Honda发现TiO2可以在光照条件下分解水产生氢 气 这引起了人们对半导体光催化剂研究的重视 2 光催化剂既可以将取之不尽用之不竭的太阳能转化为清洁能源H2 3 还能对印染废水中含有的含氮化合物 酸性染料 以及有毒物质 硫化碱等组分起到较好地去除作用 将废水中的有机大分子氧化成 无污染的小分子CO2及H2O 4 在环境净化和能源开发方面具有广阔 的应用前景 因此研究学者围绕光催化降解有机污染物 光催化分解水产氢 光 催化净化空气等方面展开了深入的研究 从此 光催化技术应运而 生 1 2光催化技术的发展应用1 2 1光催化技术的发展光催化技术是在 当今时代背景下逐步发展起来的一种新的环保方法 顾名思义 光催化技术是指光照与催化剂同时存在的条件下 把取 之不尽用之不竭的太阳能转化成化学能 进而产生催化作用的一种 反应 随着经济的快速发展和人口的急剧增加 全球变暖 臭氧层破坏 煤荒 油荒等都表明环境污染与能源短缺问题越来越严重 1924年 Baur和Perret在研究中发现 在可见光下催化剂ZnO能促进 银盐溶液还原出金属银 这一实验过程证明ZnO作为催化剂促进了氧 化还原反应 5 1964年 Den Besten和Qasim的研究表明 ZnO燕山大学工学硕士学位论文2可以作 为催化剂在光照条件下氧化氨水 6 1972年 Fujishim和Honda的 研究表明 在可见光下 TiO2作为催化剂能促进水分解产生氢气 2 首次实现了应用光催化技术将太阳能转换成新能源 1976年 Car ey等研究表明TiO2在光照作用下对致癌物质多氯联苯有明显的分解 作用 7 Frank和Bard等发现 在氙灯作用下TiO2对二苯酚和水中 氰化物有明显的降解作用 8 开创了应用光催化技术处理污水 降 解染料的先河 1984年 Reber和Meier研究发现 ZnS在紫外光照射 下能分解Na2S Na2SO4水溶液产生氢气 9 受此启发 光催化技术在分解水产氢 污染物治理以及净化室内环 境等领域将显示出十分广阔的应用前景 1 2 2光催化技术的应用光催化技术是一项高效 节能 环保 应用 范围广的新技术 发展至今 已经在环境治理 清洁能源开发 杀 菌消毒 室内净化等各领域取得了重大进展 1 2 2 1污染水处理印染废水等污染物的不断排放 造成了大范围的 水质改变 人类的生活环境与生态平衡被严重破坏 虽然传统的微生物处理 物理吸附 生化降解等方法在环境治理方 面发挥了一定的作用 但也存在着能耗大 处理周期长 降解效率 低 净化不彻底 二次污染等问题 广泛深入的研究证明 光催化剂不仅可以通过吸附作用回收废水中 的重金属 还可以通过独特的光学性质在光照条件下获得激发产生 电子 空穴对 并通过氧化还原作用把污染物降解为CO2和H2O等小分子物 质 Yan等 10 制备出g C3N4 以甲基橙 MO 为目标降解物 在可见光下通过观察g C3N4对甲基橙的降解效果发现 g C3N4具有良好的降解效果 Aslam等 11 制备出CeO2纳米材料 研究 结果表明 在可见光下 CeO2对苯酚及其衍生物 2 氯苯酚 2 溴苯酚和2 硝基苯酚 有明显降解作用 Jie Zhao等 12 成功合成BiVO4 g C3N4复合材料 研究发现 在可见光照射下 BiVO4 g C3N4催化剂对罗丹明B RhB 和对硝基苯酚 PNP 都表现出了较高 的降解性能 1 2 2 2光分解水制氢由于矿产 油气资源消耗严重 推进能源生产 改革能源体制 加大绿色能源供给刻不容缓 氢气是绿色 清洁能源 它燃烧产生的水不会污染环境 根据可持续发展的需要 光催化制氢已成为近年来的研究热点 Xiaojie She等 13 制备出多孔的g C3N4材料 在可见光条件下 实现了光催化分解水产氢 Min Wang等 14 以第1章绪论3MoS2 g C3N4复合材料为光催化剂 实验结果表明 在光照条件下 MoS2 g C3N4具有分解水产氢的能力 Gayatri Swain等 15 以MoS2 CeO2复合材料为催化剂 研究发现 MoS2 CeO2 在光照条件下具有优异的制氢性能 Ruinan Wang等 16 制备出La Cr共掺杂空心CaTiO3立方体的催化材料 在可 见光条件下 实现了光解水产氢 1 2 2 3光催化杀菌消毒水源中的细菌和病毒不仅会导致生物变异 癌化 还会引起传染病使人体机能受损 严重危害着人类的健康 传统的杀菌消毒方法 如氯化 臭氧氧化等 存在能耗大 细菌消 灭不彻底等问题 在可见光下 光催化剂能促进具有强灭菌能力的活性物质生成 因 此光催化技术是一项有前途 清洁 成本低的杀菌消毒方法 Juan Li等 17 以Bi2MoO6 g C3N4复合材料为催化剂 在光照条件下进行了使大肠杆菌细胞失活 的实验 研究结果表明 光催化技术能有效地起到杀菌消毒的作用 LingPu Liu等 18 利用GO TiO2复合材料为催化剂 细菌纤维素为基质 研 究了黄色葡萄球菌细胞在光照条件下的死亡情况 结果表明 GO Ti O2能起到良好的抗菌效果 Tianqi Wang等 19 利用CoFe2O4 HTCC复合材料为催化剂 研究光照条件下 大肠杆菌k 12的失活情况 通过多次循环实验表明 CoFe2O4 HTCC具有优良的 光催化杀菌性能 Yuan Li等 20 在光照条件下 以纳米氧化铁膜为催化剂 探究了铜绿假 单胞菌的失活情况 研究表明纳米氧化铁膜能有效地抑制并杀死铜 绿假单胞菌 1 2 2 4室内净化室内装饰材料 木材家具等主要含有硫化物 氮氧 化物 甲醛和苯等污染物 其中硫化物 氮氧化物对人的眼睛和呼吸器官有强烈的刺激作用 甲醛 甲苯是致癌物质 是再生障碍性贫血和白血病的主要原因 为了净化室内环境 将具有光催化特性的纳米粒子分散在无机物中 涂覆在家具 玻璃 墙面 陶瓷等材料上形成一层薄膜来解决室 内空气污染问题 Martin Reli等 21 研究了TiO2 C3N4复合材料在光照条件下催化还原CO2和 催化分解N2O的实验 通过气相色谱仪检测CO2和N2O的浓度 结果表 明光催化技术能有效的净化CO2和N2O Tatiana等 22 研究了g C3N4 TiO2复合材料在光照条件下脱除NOx的实验 通过化学发光式 氮氧化物分析仪来检测NO x的浓度 实验结果表明催化剂在光照条件下能有效的移除氮氧化物 Guangxin Zhang等 23 研究了TiO2 硅藻土复合材料在紫外光辐射下对甲醛降 解过程的影响 结果表明该复合材料在循环五个周期后仍表现出优 异的光催化活性 燕山大学工学硕士学位论文41 2 3影响光催化活性的因素根据以往 的研究 材料的晶体结构 比表面积 颗粒大小是影响光催化剂活 性的主要因素 此外 光源强度 酸碱度 催化剂用量等对光催化 活性也有着一定程度的影响 1 2 3 1晶体结构晶体结构是晶体中原子 分子 离子的周期性排列 某些物质在不同的生长条件下会形成不同的晶体结构 从而表现出 不同的性质 冯良荣等 24 制备出锐钛矿和金红石两种晶型结构的TiO2 并以十 二烷基苯磺酸钠为目标降解物 在可见光下 研究了锐钛矿相和金 红石相两种结构对TiO2降解十二烷基苯磺酸钠的影响 结果表明 锐钛矿相结构的降解效率明显高于金红石相 邹文等 25 通过不同的实验方法制备了具有 三种晶体结 构的Bi2O3材料 并以罗丹明B为目标降解物 研究了三种晶型的Bi2 O3在可见光下对染料的降解效率 实验结果表明 经过90分钟的光 照后 Bi2O3对罗丹明B的降解率达97 8 而 Bi2O3和 Bi2O3对罗丹明B的降解率分别为61 3 和51 3 1 2 3 2比表面积比表面积是影响光催化活性的重要因素之一 催化剂比表面积越大 活性位点的数目越多 光催化反应的活性越 高 刘宗梅等 26 采用不同前驱体为原料 通过热聚合法制备出不同比 表面积的g C3N4产物 以亚甲基蓝为目标污染物 在可见光下通过比较亚甲基 蓝的降解率来探究比表面积对g C3N4光催化性能的影响 实验结果表明 光照3小时后 具有较大比表面积的g C3N4对亚甲基蓝的降解效率达到了61 8 具有较小比表面积的g C3N4对亚甲基蓝的降解效率为38 63 因此 大的比表面积有利于 提高光催化活性 1 2 3 3粒径尺寸粒径越小 光生电荷迁移路程越短 e h 的复合率越低 催化剂表面越容易发生氧化还原反应 有利于提 高光催化反应的活性 冉茂飞等 27 制备出不同Ni含量的Ni Ts复合材料 通过在光照条件 下进行催化氨分解反应性能测试 比较复合材料的颗粒大小对催化 氨分解性能的影响 研究结果表明 Ni的负载量为5 时 氨分解转化率达到73 随着Ni 的负载量增大 催化剂的颗粒尺寸也随之增大 Ni负载量为15 时 氨分解转化率降至63 第1章绪论51 2 3 4形貌控制同一种光催化材料 即便尺寸相近 若 形貌不同 光催化活性也会不同 特定的形貌有利于促进催化剂表面光生载流子的有效迁移 Xiaojuan Bai等 28 制备了g C3N4纳米棒 以亚甲基蓝为目标降解物 在光照条件下分别研究了 片状g C3N4与g C3N4纳米棒对亚甲基蓝的降解效果 实验结果表明 g C3N4纳米棒的降解动力学常数 0 14812h 1 高于g C3N4纳米片 0 10143h 1 1 2 3 5光源的影响入射光源的波长对材料的光催化性能有显著影响 由于每种光催化剂的带隙宽度不同 对光源的利用也不同 史载锋等 29 以亚甲基蓝为目标降解物 分别利用镓灯 长弧氙灯 中压汞灯 高压汞灯等不同光源对比研究了TiO2催化降解亚甲基 蓝的效率 实验结果证明在镓灯照射下 催化剂TiO2对亚甲基蓝的降解效率明 显高于另外三种光源 因此 在光催化实验中 选择合适的光源及 入射波长 有利于提高光催化材料的性能 1 2 3 6pH值的影响pH值主要从两个方面影响光催化活性第一 催化 材料表面的电荷性质会受到有机废液中pH值的影响 这直接导致催 化材料对目标污染物的吸附强度 第二 溶液体系的pH值可能影响 目标污染物的结构 赵宇等 30 通过调节稀盐酸和氨水的比例 制备了不同pH值的罗丹 明B溶液 并研究了TiO2在光照条件下对不同pH值罗丹明B溶液的降 解效率 实验结果表明 TiO2在pH 2 pH 7 pH 10时对罗丹明B溶液降解的反应速率常数分别为0 2min 1 0 084min 1 0 055min 1 即TiO2在酸性条件下降解罗丹明B的效率高于碱性条件下的降解 效率 因此光催化反应的活性会随着污染物pH值的变化发生改变 除此之外 光催化性能还与入射光源的强度 催化剂的用量 污染 物的浓度有关 实际操作中 我们要合理控制各种条件使光催化效 率达到最大化 1 3光催化剂的研究概况近年来 光催化剂的研究受到广泛关注 如 硫化物CdS ZnS MoS2 氮化物Ta3N5 钙钛矿型氧化物BaTiO 3 SrTiO 3 LaMnO3等 纳米金属氧化物TiO 2 ZnO ZrO 2 Fe2O 3 Bi2O 3 SnO 2 WO3等 但CdS ZnO ZrO2等金属化合物的化学性质活泼 在可见光下易发 生光腐蚀 溶解出对环境有毒害作用的金属离子 TiO2成燕山大学工学硕士学位论文6本低廉 化学性质稳定 不易发 生光腐蚀 对环境无毒害作用 更进一步 TiO2的光生空穴有较高 的氧化性 氧化还原电位为 2 53V 能在水中形成 OH 同时光生 电子的还原性较强 氧化还原电位为 0 52V 能把分子还原成 O2 Arslan等 31 以染料废水RI和RII为目标污染物 在光照条件下研究 了TiO2对两种染料废水的降解效果 Jun Wang等 32 通过热处理法制得TiO2粉体 并在光照条件下研究了TiO 2对酸性红B染料的降解效果 ChungYi Wu等 33 通过溶胶凝胶法制备了TiO2纳米薄膜 在紫外光照射下研 究了TiO2薄膜厚度对酸性黄催化降解的影响 实验结果均表明TiO2适合作为催化剂应用于光催化领域 但由于TiO 2的禁带宽度为3 2eV 对波长大于380nm的太阳光不能充分地吸收利 用 因此这一缺陷一直制约着TiO2在光催化领域的发展 1989年 Liu 34 等人首次从经验模型和共价固体体积模量的角度出 发 预言了碳和氮形成的共价固体的存在 1993年Fox等 35 制备出了薄膜状的氮化碳 1996年 Teter和Hemley等 36 根据第一性原理推测出氮化碳可能存 在的几种晶体结构 并通过计算推断出石墨相氮化碳 g C3N4 的能量最低 在自然条件下相比于其他晶型结构的氮化碳最 为稳定 从此 拉开了氮化碳研究的序幕 1 4g C3N4的研究概述g C3N4是一种新型的能吸收可见光的非金属半导体光催化剂 它凭借自身独特的半导体能带结构 良好的热稳定性和化学稳定性 对生物无毒害作用等优势 成为近几年研究学者关注的热点之一 1 4 1g C3N4的结构与性质Teter和Hemley根据第一性原理推断出氮化碳有 C3N 4 C3N 4 c C3N 4 pc C3N4和g C3N4五种结构类型 其中g C3N4的能量最低 在自然条件下最为稳定 g C3N4是C N原子以sp2形式杂化形成的芳香共轭环状结构 环与环之 间通过N原子相连 向外延伸并逐层堆叠 形成了类石墨相片层结构 37 如图1 1 a 所示 g C3N4中的C原子与N原子间隔排列组成被称作三嗪环的六元环结构 如图1 1 b 所示 三个相邻的六元环结构连接组成一个七嗪环单元 38 由于三嗪环和七嗪环的单体结构不同 N原子周围的电子环境不同 因而稳定性不同 Kroke等 39 通过密度泛函理论推算出七嗪环结构在热力学上更趋于 稳定 因此 在理论研究中 对g C3N4的结构分析主要以七嗪环结构为主 g C3N4具有价带与导带结构 价带由N2p轨道杂化第1章绪论7构成 导 带由C2p轨道杂化构成 价带与导带之间的区域构成宽度大约为2 7e V的禁带 40 如果激发光的波长小于或等于450nm 则g C3N4价带上的电子将会跃迁到导带 形成激发态的光生电子 在价 带上留下对应的空穴 形成光生e h 对 41 由于电场的作用 光生载流子迁移到催化剂的表面 和与其接触的 物质发生氧化还原反应 说明材料具备了光分解水产氢以及降解有 机污染物的必要条件 42 g C3N4是由C N通过较强的共价键结合形成的结构 层与层间以分子 范德华力连接 具有较好的稳定性 g C3N4通常在600 C以上气化分解 具有良好的热稳定性 g C3N4本身不溶于水 乙醇 甲苯等绝大多数溶剂 在空气中放置数 月 C N的质量比仍保持不变 43 在强酸或强碱环境下 自身的 基本结构不容易被破环 44 具有较高的化学稳定性 图1 1a 三嗪环结构b 七嗪环结构1 4 2g C3N4的制备方法由于g C3N4作为催化剂已经成为光催化领域的研究热点 研究学者们深入 地研究了g C3N4的实验室制备方法 目前 g C3N4主要有以下三种制备方法 1 4 2 1热聚合法热聚合法是以富含C N的原材料经过高温反应合成 g C3N4的一种方法 Yan等 45 采用三聚氰胺为原材料 500 C高温煅烧2小时 制备出g C3N4产物 Fan Dong等 46 以尿素为前驱体 550 C空气气氛下 煅烧4小时制得g C3N4 刘宗梅等 26 分别以硫脲和双氰胺为前驱体 在氮气氛围中 550 C高温煅烧2小时 制备出g C3N4 1 4 2 2溶剂热法溶剂热法指在密闭容器里 以有机物等溶剂作为反 应介质 对密闭容器进行加燕山大学工学硕士学位论文8热加压 将 通常不溶或者难溶的物质分散在溶剂中 进行反应生成产物的合成 方法 陈齐等 47 以三聚类化合物为原料 在不同的反应环境和温度条件 下 通过溶剂热的方法制备出g C3N4纳米球 Montigaud H等 48 以三乙胺为溶剂 三聚氰胺和三聚氰氯为前驱体 采用溶剂 热法合成了g C3N4 Guo等 49 以苯为溶剂 三聚氰氯和三氮化钠为前驱体 通过溶剂热 法 制得g C3N4纳米管 1 4 2 3固相反应法固相反应制备g C3N4 主要是以三聚氰氯 三聚氰胺 双氰胺和尿素等化合物作为 前驱体 通过高温煅烧制备而成 zhang等 50 以三聚氰胺和三聚氰氯为前驱体通过高温固相反应合成 了结晶度较高的g C3N4产物 Yunle Gu等 51 以三聚氰氯和氰氨化钙为原料 在高温下制备了低纯度的g C3N4 Qixun Guo等 52 分别以NaNH2和三聚氰氯 NaN3和三聚氰氯 K和三聚氰氯 为原料 在特定温度下进行固相反应 制备出具有不同C N摩尔比的 产物g C3N4 张婷婷等 53 以二聚氰胺和三聚氰胺为原料 在540 C下通 过高温反应合成g C3N4 1 4 3提高g C3N4光催化性能的途径g C3N4比表面积较小 光生e h 的复合率高 导电性能差 这些缺陷不利于提高g C3N4的光催化性能 为解决这一问题 研究学者们对g C3N4进行了一系列的改性研究 主要包括三个方面第一 控制g C3N4的形貌 第二 构建g C3N4基半导体异质结 第三 单原子掺杂g C3N4 1 4 3 1g C3N4的形貌控制元素组成相同的情况下 改变材料的形貌可以对其 催化性能造成影响 Xu等 54 采用化学剥离法制备出单层的g C3N4 实验结果表明 单层g C3N4纳米片的产氢速率为230 mol g 1h 1 块状g C3N4的产氢速率为90 mol g 1h 1 纳米片的产氢速率是块状的2 6倍 Tian等 55 通过超声处理g C3N4粉末获得超薄的g C3N4纳米片层 实验结果表明 g C3N4纳米片层的光催化性能高于块状结构的g C3N4 Jun等 56 制备了g C3N4中空球 研究表明光照1小时后 g C3N4中空球对罗丹明B的降解效率达60 是相同实验条件下块状g C3N4降解效率的2倍 Wan等 57 合成了g C3N4纳米管 以亚甲基蓝为目标污染物 在光照条件下 研究了g C3N4纳米管对亚甲基蓝的降解率 结果表明g C3N4纳米管的光催化降解动力学常数为0 01min 1 高于传统的g C3N4 0 007min 1 第1章绪论91 4 3 2构建g C3N4基半导体异质结两种复合半导体的带隙能级不同 导致光激发 产生的e h 从一种半导体能级跃迁到另一种半导体的能级上 能促进光生电 子 空穴对的有效分离 此外 复合光催化剂的基体