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Enhancement of CdS resistance to photocorrosion and photocatalytic removal of uranyl by complexation with N-deficient g-C3N4under aerobic conditions

铀酰 光催化 化学 氧气 X射线光电子能谱 核化学 无机化学 氧化还原 催化作用 化学工程 离子 材料科学 冶金 有机化学 工程类
作者
Yu Zhang,Qixu Chen,Qianxiang Xiao,Lang Shi,Zheng Zhao,Hongqing Wang
出处
期刊:Chemosphere [Elsevier BV]
卷期号:335: 139022-139022 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.chemosphere.2023.139022
摘要

The effect of oxygen on the reduction of uranyl and photocorrosion of CdS remains a pressing issue when CdS is used as a photocatalyst for the removal of uranyl in uranium-containing wastewater. In this study, composites (CdS/PCN) were prepared by designing N-deficient g-C3N4 composite with CdS for efficient photocatalytic reduction of uranyl under aerobic condition. Meanwhile, a series of characterizations of the CdS/PCN composites were carried out by XRD, FT-IR, XPS, EDS and UV–vis. Surprisingly, the CdS/PCN not only showed very high photocatalytic reduction activity for uranyl under aerobic condition, but also the photocorrosion of CdS by oxygen and h+ was inhibited. With a starting uranium (VI) concentration of 20 ppm, the uranium (VI) removal efficiency could reach 97.33% (dark: 30 min, light: 10 min). Interestingly, the removal efficiency was better in air condition than in pure nitrogen or 30% oxygen atmosphere, i.e. a proper amount of oxygen has accelerated the reduction reaction, while excess oxygen weakened the reduction. Finally, a new mechanism of reduction of uranyl by CdS/PCN photocatalyst was given under aerobic condit ions. This work presents a novel strategy for reduction of U(VI) by photocatalysis and the inhibition of photocorrosion of photocatalysts under aerobic conditions.
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