ZnFe_2O_4/g-C_3N_4对甲基橙的紫外光催化降解行为

采用浸渍法制备了铁酸锌/石墨烯氮化碳(ZnFe_2O_4/g-C_3N_4)负载型光催化剂,对制得的催化剂样品进行了表征,并考察了其在紫外光下对甲基橙的降解效率。结果表明:ZnFe_2O_4/g-C_3N_4催化剂对甲基橙的降解催化活性明显提高,并随着ZnFe2O4掺杂量的增加而增大,ZnFe2O4掺杂量为6.0%(wt,质量分数)制得的ZnFe2O4/gC3N4对浓度10mg/L甲基橙140min后的紫外光降解率达100%。     

g-C_3N_4/CuPc复合材料的制备及其光催化性能研究

以三聚氰胺为前驱体,先通过煅烧法制备石墨相氮化碳(g-C_3N_4),再利用超声法引入铜酞菁(CuPc)制备出石墨相氮化碳/铜酞菁(g-C_3N_4/CuPc或CN@CuPc)光催化复合材料。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射谱(XRD)及紫外-可见吸收光谱(DRS)等分析手段对所制备材料进行表征。以2,3-二氯苯酚为目标污染物,在500 W氙灯的照射下,考察了复合材料的含量、复合材料的投加量及污染物初始浓度等条件对光催化效果的影响。实验结果表明,在最佳的实验条件下,2,3-二氯苯酚经照射240 min后,降解率可达92%左右。该光催化反应符合拟一级反应动力学模型;在此反应过程中,起关键作用的活性物种为羟基自由基(·OH)。     

水热法制备TiO_2/g-C_3N_4及其光催化性能

采用水热法合成了可见光响应的TiO_2/g-C_3N_4复合催化剂,通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)法、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)对样品进行了表征。并以亚甲基蓝为降解对象,考察了在可见光条件下不同催化剂对亚甲基蓝的降解能力。研究结果表明,锐钛矿型二氧化钛均匀地负载在石墨相氮化碳片层上,TiO_2/g-C_3N_4复合材料的光吸收带边扩展到470nm,具有优异的可见光催化效率,它对亚甲基蓝的光催化降解率达到99.0%。     

SiO_2/g-C_3N_4复合材料的制备及性能研究

通过静电相互作用制备得到二氧化硅/石墨型氮化碳(SiO_2/g-C_3N_4)复合材料,研究不同粒径的SiO_2颗粒对SiO_2/g-C_3N_4复合材料的可见光吸收以及电化学性能的影响。利用红外光谱和扫描电子显微镜对复合材料的结构、形貌进行表征;利用紫外可见分光光度计和电化学工作站测试复合材料的可见光吸收和电化学性能。结果表明:g-C_3N_4分散在较规整排列的SiO_2颗粒间;当SiO_2的粒径为430nm时,复合材料的可见光吸收最高,电化学性能也最好。     

g-C_3N_4/Ag/AgCl/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能研究

采用经硫酸处理过的三聚氰胺热解制备g-C_3N_4,利用光照还原在其表面负载Ag颗粒,再通过原位沉积法沉积上AgCl和TiO_2,制得g-C_3N_4/Ag/AgCl/TiO_2复合催化剂。既而采用XRD、TEM、FT-IR、UV-Vis-DRS和PL等分析手段对材料进行表征。并用10mg催化剂、50mL 15mg/L甲基橙溶液作为反应体系进行光催化实验。光照80min后,g-C_3N_4/Ag/AgCl/TiO_2光催化剂对甲基橙的降解率为99.35%。相同条件下,g-C_3N_4、g-C_3N_4/Ag和g-C_3N_4/TiO_2催化剂对甲基橙的降解率分别为34.29%、45.33%和55.84%。该结果表明,复合材料g-C_3N_4/Ag/AgCl/TiO_2具有优异的光催化性能。优异的光催化性能得益于材料中g-C_3N_4、Ag、AgCl和TiO_24种组分间的协同作用。     

g-C_3N_4/BiVO_4复合光催化剂制备及其光催化性能研究

以三聚氰胺、硝酸铋、偏钒酸铵、硝酸、氨水等为主要原料,在热解法合成g-C_3N_4基础上,通过水热法合成g-C_3N_4/BiVO_4复合光催化剂。采用XRD、SEM、BET和UV-Vis等对合成产物的物相组成、微观形貌和光催化性能进行表征,通过降解亚甲蓝溶液对试样的光催化性能进行评价。结果表明:g-C_3N_4/BiVO_4复合光催化剂的光催化性能较纯BiVO_4和g-C_3N_4有显著提高,当g-C_3N_4∶BiVO_4(理论合成质量比)=0.4∶1、水热温度为140℃、水热时间为10 h条件下,合成的g-C_3N_4/BiVO_4复合光催剂具有最佳光催化性能,在高压汞灯照射150 min条件下,对亚甲蓝溶液(10 mg/L)的降解率为80.8%,比相同条件下纯BiVO_4和g-C_3N_4的光催化效率分别提高47.5%和22.1%,且光催化反应符合一级动力学方程。     

Ag/AgCl/质子化g-C_3N_4纳米复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用沉积-沉淀法制备Ag/AgCl/质子化g-C_3N_4(Ag/AgCl/p-g-C_3N_4)纳米复合材料,通过XRD、TEM、XPS、UV-Vis和PL对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征。UV-Vis和PL分析表明,相比于纯gC_3N_4,p-g-C_3N_4和Ag/AgCl/p-g-C_3N_4纳米复合材料对可见光的响应能力和光生载流子的分离效率明显增强。通过可见光下降解甲基橙(MO)、盐酸四环素(TC)和环丙沙星(CIP)溶液评价样品的光催化性能。经优化后的Ag/AgCl/p-g-C_3N_4纳米复合材料在可见光照射60min后对MO的降解率达到90.4%,照射120 min后对TC和CIP的降解率分别为92.4%和76.1%。此外,Ag/AgCl/p-g-C_3N_4纳米复合材料具有良好的光催化稳定性。Ag/AgCl/p-g-C_3N_4纳米复合材料增强的光催化性能归因于Ag纳米颗粒的SPR效应以及Ag、AgCl和p-gC_3N_4之间的协同效应。     

Ag/g-C_3N_4复合光催化材料的光物理及光催化性能

通过加热AgNO3与g-C3N4成功制备了Ag/g-C3N4复合光催化材料。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析热解产物的物相和结构,采用紫外-可见吸收光谱和光致发光谱(PL)表征样品的光吸收和荧光性质。以罗丹明B为模型污染物,评价样品的可见光(λ≥420nm)光催化性能。结果表明:与纯g-C3N4相比,3%载银量的Ag/g-C3N4复合光催化材料在可见光下降解罗丹明B的光催化性能最好。分析表明Ag与g-C3N4的协同作用抑制光致电子空穴对的复合是光催化性能提高的主要原因。     

TiHAP@g-C3N4异质结的制备及光催化降解甲基橙

通过水热法合成了钛羟基磷灰石(TiHAP)与g-C₃N₄复合光催化剂(TiHAP@g-C₃N₄),并对其结构和光学特性进行表征,通过甲基橙(MO)降解实验评价其光催化活性。结果表明：样品中短棒状TiHAP生长在g-C₃N₄表面,均保持原有晶型和化学结构;制备的TiHAP@g-C₃N₄纯度高,比表面积达107.92 m²/g,较TiHAP、g-C₃N₄分别增大约135%、44%;在TiHAP@g-C₃N₄添加量为1.0 g/L、pH 7条件下,120 min内MO降解率达96.35%;3次循环实验降解率保持在80.02%以上,TiHAP@g-C₃N₄光催化性能良好且结构稳定。空穴(h⁺)在MO降解过程中作用最大,·O₂<...     

浸渍-热聚合法制备g-C_3N_4/高岭土复合材料及其性能

以高岭土为载体、双氰胺为g-C_3N_4前驱体,采用液相浸渍联合热聚合工艺制备出一种可见光响应的高岭土基复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、静态氮吸附仪(BET)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段对复合材料的晶相、孔结构、界面特性和光学性能进行了表征,并以罗丹明B作为目标污染物考察了不同催化剂的可见光光催化活性。结果表明,当高岭土和双氰胺的质量配比为2∶4,即g-C_3N_4的实际负载量为38.82%时,所制备的g-C_3N_4/高岭土复合材料光催化性较优,其光催化速率是纯g-C_3N_4的4.18倍;高岭石与g-C_3N_4紧密结合,该复合结构能够有效地抑制光生载流子的复合,改善纯g-C_3N_4材料的吸附性能与光催化活性。     

Co_3O_4/mpg-C_3N_4催化剂的制备及其可见光催化性能研究

采用浸渍法制备了载钴介孔石墨相氮化碳(Co3O4/mpg-C3N4)催化剂,并对其进行X射线衍射(XRD),红外光谱(FT-IR),N2吸附脱附,紫外漫反射光谱(UV-vis DRS)和光生电流的表征。结果显示,Co3O4的引入提高了mpg-C3N4的光吸收性能,利于其表面光生电子和空穴的分离。将制得的Co3O4/mpg-C3N4用于可见光催化降解水中的亚甲基蓝(MB),其催化效率远高于mpg-C3N4,且最佳的钴负载量为3%。     

g-C_3N_4/TiO_2复合纳米材料的制备及其光催化性能分析

以工业偏钛酸为钛前驱体,三聚氰胺为氮源,制备了g-C3N4/TiO2复合光催化剂;用X射线衍射(XRD)能谱、X射线光电子(XPS)能谱、傅里叶红外变换光谱(FT-IR)及热重和差示扫描量热分析(TGDSC)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收(UVVis)光谱、三维荧光(FS)光谱、物理吸附仪(BET)等对催化剂进行了表征。可见光催化实验表明,三聚氰胺与工业偏钛酸质量比为1,500℃煅烧制得的g-C3N4/TiO2复合催化剂对亚甲基蓝表现出最佳的光催化活性,300min内对10mg/L亚甲基蓝溶液的降解率达到83%。     

g-C_3N_4/HNTs复合光催化剂的制备及其降解盐酸四环素研究

采用化学吸附法制备了类石墨相氮化碳负载埃洛石纳米管(g-C_3N_4/HNTs)的复合型光催化材料。利用扫描电镜、X射线衍射、Fourier变换红外光谱、紫外-可见漫反射光谱表征技术对合成材料的形貌和结构进行研究,利用可见光照射对降解盐酸四环素(TC)的光催化活性进一步考察。研究结果表明,HNTs负载于g-C_3N_4表面,二者表现出协同催化作用。当HNTs的质量含量为20%时,g-C_3N_4/HNTs复合材料在降解盐酸四环素溶液过程中催化活性最强。经过120min可见光照射,TC的降解率高达96.31%,证明该复合材料具有优良的光催化活性。     

热聚合法制备ZnO/g-C_3N_4复合光催化剂及其光催化性能研究

以尿素、乙酸锌为前驱体,采用热聚合方法制备ZnO/g-C_3N_4复合光催化剂。通过X射线衍射、扫描电镜、红外光谱、紫外-可见光光谱及X射线电子能谱,对样品的晶体结构、形貌及光学性质进行表征。以紫外灯为光源,以酸性红(AR)为废水降解模型考察复合材料的光催化活性。结果表明:制得的复合光催化剂光催化性能要好于纯g-C_3N_4,且当ZnO∶g-C_3N_4=0.5∶1(摩尔比)时,光催化活性最高。复合后的光催化剂对反应底物有更强的吸附能力,能更有效地抑制电子-空穴的复合。进一步对AR的降解机理进行了探讨,发现超氧根自由基(O-·2)是使AR有效降解的活性物种。     

g-C_3N_4/MnO_2复合光催化剂的制备及可见光下降解四环素性能

通过原位生长法制备了g-C_3N_4/MnO_2复合光催化剂,利用XRD,FTIR和UV-vis DRS等方法表征材料的结构和光学性质,并考察在可见光照射下降解四环素的性能。结果表明,MnO_2的引入增强了g-C_3N_4对可见光的吸收;g-C_3N_4/MnO_2复合材料的光催化活性较单体得到提升,在可见光照射90 min内对TC降解率可达77.1%,经过5次循环实验后,对TC的降解率仅下降4%,复合材料具有良好的稳定性;机理研究表明,·O~(2-)是反应体系中的主要活性物质,g-C_3N_4与MnO_2之间形成了Z型异质结,促进了光生电子-空穴的转移,提高了光催化活性。     

低光照强度下Fe掺杂g-C_3N_4/PVDF膜的光催化降解性能研究

以三聚氰胺和前躯体盐为原料,采用半封闭热解法在g-C_3N_4中引入Fe元素。结构分析表明,Fe能够通过化学键合进入g-C_3N_4的骨架结构中形成掺杂型g-C_3N_4。通过将催化剂与聚偏氯乙烯(PVDF)制成复合膜,考察了Fe引入前后g-C_3N_4在低光照强度下紫外光催化降解甲基橙的光催化活性。研究发现g-C_3N_4/PVDF复合膜具有吸附-迁移-光降解的链锁效应,其光降解率达到11.85%,优于g-C_3N_4粉体的2.5%;Fe的引入能提高光催化性能。在Fe掺杂体系中,光催化性能随Fe含量的提高呈现先增加后减小的趋势,在Fe含量为1.65%(wt,质量分数),热解温度为600℃时,降解率最高达到35.38%。     

Bi20 TiO32/蒙脱石复合材料光催化降解甲基橙研究

通过溶胶-凝胶法制备了Bi20 TiO32/蒙脱石复合材料(Bi20 TiO32/MMT),采用多种手段对其结构、形貌、化学成分和吸光特性进行了表征,研究了在不同条件下对甲基橙的光催化降解,并通过自由基掩蔽试验提出了相应的光催化机制.结果 表明:Bi20 TiO32/MMT中Bi20 TiO32结晶性良好,禁带宽度为2...     

g-C_3N_4光催化还原净化重金属离子的研究进展

随着社会的迅速发展,污染物的排放量也日益增多,严重破坏了生态环境。尤其是废水中的重金属离子,严重破坏了水生态环境,对水生动、植物以及人体健康都造成了极大损害。因此,处理废水中的重金属离子对保护水生态环境意义重大。目前,研究人员探索出许多净化废水中重金属离子的方法,包括物理修复法、化学治理法、生物治理法、膜分离法以及光催化法。其中,光催化是一种环境友好、节能的方法,其核心是光催化材料。类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)因其良好的化学稳定性、热稳定性和光电性质,成为近年来研究最广泛的非金属光催化剂。但纯氮化碳存在比表面积小、禁带宽度较大、可见光反应范围小、光生电子空穴复合率较高等缺点,因此需对氮化碳进行改性,以提高其光催化活性。氮化碳的改性方法主要有形貌调控、掺杂改性、贵金属沉积、异质结法。本文重点归纳了改性氮化碳作为光催化剂光催化处理六价铀离子(U~(6+))、六价铬离子(Cr~(6+))、铜离子(Cu~-EDTA)、汞单质(Hg~0)的研究现状,总结了氮化碳还原净化重金属离子的研究进展,以期为未来光催化研究提供参考。     

掺杂型g-C_3N_4在光催化领域的研究进展

日益增长的能源消耗使得环境压力不断加剧,寻求有效解决水体污染的途径成为了材料学科的热点课题之一。类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)是一种具有类似石墨烯结构的聚合物,其独特的电子结构和化学性质使其拥有了良好的光催化性能,可广泛应用于太阳能转换和污染物降解。本文针对掺杂型g-C_3N_4,主要综述了非金属元素掺杂型g-C_3N_4、金属元素掺杂型g-C_3N_4和混合元素掺杂型g-C_3N_4在光催化领域的应用进展;最后对掺杂型g-C_3N_4的发展趋势进行了展望。     

Cd/CdS光催化降解甲基橙的研究

采用胶体化学法制备表面富镉的Cd／CdS纳米粒子为催化剂对水溶液中甲基橙的光催化降解进行了研究。探讨了光催化反应机理,讨论了光催化剂用量,双氧水的用量,试液的pH值,光照时间与甲基橙脱色率的关系。实验结果表明,当甲基橙起始浓度为20mg／L,Cd／CdS用量为0．500g,双氧水用量为5．88mmol／L,pH值为7．0时,光照6h,甲基橙的脱色率可达到95．5％。