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一步水热法合成CuS修饰的石墨相氮化碳(g-C3N4/CuS)复合光催化剂,通过FE-SEM、XRD、FTIR、UV-Vis-DRS等手段对其进行了表征,利用Cr(VI)溶液考察了g-C3N4/CuS在可见光下的光催化还原性能.实验结果表明,g-C3N4/CuS复合光催化剂的光催化活性明显优于单一的g-C3N4和CuS.可见光照射下,180 min内Cr(VI)的去除率可达70%以上.CuS的引入不仅扩宽了g-C3N4的可见光吸收范围,而且降低了g-C3N4光生电子和空穴的复合率,从而显著提高g-C3N4的光催化活性.该复合材料的催化活性受溶液的pH值影响较大,酸性条件下更有利于光催化反应的进行;共存低浓度腐殖酸对Cr(VI)的去除没有显著影响.g-C3N4/CuS具有良好的可见光催化活性,可用于废水中Cr(VI)的光催化还原去除. 相似文献
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Yifeng Xu Bingkun Hu Jining Liu Kai Tao Ranran Wang Yang Ren Xiaofeng Zhao Jijin Xu Xuefeng Song 《Journal of the American Ceramic Society》2020,103(2):1281-1292
Microcystins (MCs) is a harmful toxin generated by blue-green algae in water, which has seriously threatened the ecological safety of water and human body. It is urgent to develop new catalysts and techniques for the degradation of MCs. A feasible electrostatic self-assembly method was carried out to synthesize BiVO4/g-C3N4 heterojunction photocatalyst with highly efficient photocatalytic ability, where BiVO4 nanoplates with exposed {010} facets anchored to the g-C3N4 ultrathin nanosheets. The morphology and microstructure of the heterojunction photocatalysts were identified by XRD, SEM, TEM, XPS, and BET. The g-C3N4 nanosheets have huge surface area over 200 m2/g and abundant mesoporous ranging from 2-20 nm, which provides tremendous contact area for BiVO4 nanoplates. Meanwhile, the introduction of BiVO4 led to red-shift of the absorption spectrum of photocatalyst, which was characterized by UV-vis diffuse reflection spectroscopy (DRS). Compared with pure BiVO4 and g-C3N4, the BiVO4/g-C3N4 heterojunction shows a drastically enhanced photocatalytic activity in degradation of microcystin-LR (MC-LR) in water. The MC-LR could be removed within 15 minutes under the optimal ratio of BiVO4/g-C3N4. The outstanding performance of the photocatalyst is attributed to synergetic effect of interface Z-scheme heterojunction and high active facets {010} of BiVO4 nanoplates, which provides an efficient transfer pathway to separate photoinduced carriers meanwhile endows the photocatalysts with strong redox ability. 相似文献
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Graphite phase carbon nitride (g-C3N4) is a kind of metal-free semiconductor material with a forbidden band width of about 2.7 eV and has visible light response capability. Attributed to its good thermal and chemical stability, adjustable morphology and chemical structure, it is widely used in the field of photocatalysis. However, due to its low specific surface area and wide band gap, its response range to visible light is narrow and the recombination rate of photogenerated carriers is high, resulting in a low photocatalytic efficiency, which can be effectively improved by modification. The two-dimensional material Ti3C2 has a narrower band gap compared with other semiconductor materials, and the heterogeneous junction between Ti3C2 and g-C3N4 is expected to obtain a wider range of visible light absorption and higher photocatalytic efficiency. This article reviews the modification methods of g-C3N4 including morphology control, doping and constructing heterojunctions, as well as the action mechanism, preparation methods and applications of g-C3N4/Ti3C2 heterojunction in photocatalytic hydrogen evolution, organics degradation and synthesis, etc. 相似文献
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在水热过程中利用乙二酸诱导合成了WO3纳米棒阵列,并将该纳米棒阵列与g-C3N4复合,成功制备出gC3N4@WO3纳米棒阵列复合材料,探讨其光氧化苯酚的能力。结果表明,乙二酸具有诱导WO3纳米棒阵列朝(001)面定向生长的功能,在光催化活性上,g-C3N4@WO3纳米棒阵列复合材料在60 min内对苯酚的光氧化效率可达到94.4%。并分析了光降解的过程中,空穴、羟基自由基是催化过程中的主要活性物质,对g-C3N4@WO3纳米棒阵列复合材料的光氧化性能起着最重要的作用。 相似文献
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将光催化技术应用于含铀废水处理具有广阔的前景。石墨相氮化碳(g-C3N4)基催化剂因具有合适的能带结构、出色的稳定性以及光电性能,成为了研究最多的光催化除铀材料。因此本文综述了g-C3N4基材料在光催化还原除铀中的研究进展,探讨了光催化除铀的机理、g-C3N4基光催化剂的合成技术及研究现状,指出了g-C3N4基材料光催化还原除铀的应用挑战并展望了未来的发展前景。 相似文献
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采用H2SO4与KMnO4为氧化剂,通过对热聚合法合成的原始石墨相氮化碳(g-C3N4)超声辅助氧化剥离,制备了超薄氧掺杂g-C3N4纳米片。基于HRTEM、XRD、AFM、XPS表征,考察了超声辅助氧化剥离对原始g-C3N4形貌、结构的影响;通过可见光催化降解刚果红分析了超薄氧掺杂g-C3N4纳米片的光催化性能;通过UV-vis-DRS、EIS、PL分析,探究了超薄氧掺杂g-C3N4纳米片光催化性能的增强机制。结果表明,对原始g-C3N4超声辅助氧化剥离6 h,可获得比表面积为58.45 cm2 g-1、厚度为1.08 nm的超薄氧掺杂g-C3N4纳米片;超薄氧掺杂g-C3N4纳米片(200 mg L-1)对刚果红(20 mg L-1)在120 min内可实现83%的降解,具有良好的光催化性能;与原始g-C3N4相比,超薄氧掺杂g-C3N4纳米片更有利于催化活性位点的暴露与光生载流子的分离传输,从而具有更好的光催化性能。 相似文献
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以一步法原位合成了g-C3N4/ZnO异质结复合材料,评价其在可见光下降解亚甲基蓝(MB)的光催化活性,并探讨了g-C3N4/ZnO的光催化机制。运用XRD、FT-IR、SEM和UV-Vis DRS对所合成的复合材料进行表征。结果表明,经复合后g-C3N4和ZnO紧密结合,构建了异质结,提高了光生电子-空穴的分离效率,并且在可见光区表现出较强的光响应性;当g-C3N4的质量分数为19%时,复合材料降解MB的反应速率常数为0.0206min-1,是纯g-C3N4的3.8倍。催化剂重复使用5次,仍保持较高的催化活性。 相似文献
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采用原位生长法制备Ag3PO4/g-C3N4异质结催化剂,在可见光照射下,催化氧化降解废水中的药物大分子黄连素。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)分析催化剂的组成和结构,并测试了Ag3PO4/g-C3N4降解黄连素的光催化活性。结果表明:利用可见光照射,g-C3N4掺杂量为0.7 g时,Ag3PO4/g-C3N4对黄连素的光催化降解活性最好,可见光反应15 min降解率达到100%,重复4次实验后降解率降至73.2%,其具有较好的光稳定性。自由基捕获实验证明h+和·O2-在降解黄连素废水中起主要作用,结合UV-vis DRS分析可知,Ag3PO4/g-C3N4遵循Z型异质结机理。 相似文献
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本文分别采用热缩聚法和水热法合成了g-C3N4和In2S3,再用简单的机械研磨工艺制备出了In2S3/g-C3N4复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对In2S3/g-C3N4复合光催化剂的晶体结构、形貌、微观结构和光学性质进行了表征,在可见光照射下,通过降解四环素(TC)来评价其光催化活性。结果表明,研磨比例为1∶4(摩尔比)的In2S3/g-C3N4复合光催化剂表现出最佳的光催化性能,在氙灯下TC的光降解表观速率常数是0.025 1 min-1,分别是In2S3和g-C3N4的2.9倍和1.6倍,在自然光下TC的光降解表观速率常数是0.010 4 min-1,分别是In2S3和g-C3N4的2.6倍和1.4倍。In2S3/g-C3N4复合光催化剂优异的光催化性能归功于载流子的高效迁移和分离以及增强的光吸收能力。本研究为设计和开发用于抗生素废水处理的可见光响应光催化剂提供了一条有前景的途径。 相似文献
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采用高温热解法制备了石墨相氮化碳(g-C_3N_4),将其与碳量子点(CQDs)进行水热复合,得到g-C_3N_4/CQDs复合光催化剂。采用SEM、TEM、FTIR、XRD、UV-Vis/DRS、XPS、N2吸附-脱附等温线手段对制备的复合光催化剂进行了表征,以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,考察了g-C_3N_4/CQDs的可见光催化活性及稳定性。结果表明:与g-C_3N_4相比,g-C_3N_4/CQDs对可见光吸收强度增加,同时其吸收波长向可见光区发生红移;当CQDs含量为1.5%(以g-C_3N_4质量为基准)时,所得g-C_3N_4/CQDs光催化材料的催化活性最佳,其对Rh B的光催化降解率是54.5%,是g-C_3N_4光催化降解率的1.38倍,化学反应动力学拟合相关系数R2=0.9982。且g-C_3N_4/CQDs循环使用3次后,其催化降解率仍保持在50%以上。光催化机理研究表明,空穴(h+)、超氧阴离子自由基(·O2–)、过氧化氢分子(H2O2)和羟基自由基(·OH)都是光催化过程中的主要活性物种,四者氧化作用大小依次为:h+·O2– H2O2·OH。 相似文献
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以ZnCo2O4微球材料为基础材料,采用溶液分散吸附和100 oC下恒温12 h方法制备了g-C3N4负载的ZnCo2O4复合材料,并采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)和固体紫外漫反射(Uv-DRS)技术对其进行了表征。ZnCo2O4与g-C3N4之间形成异质结结构,禁带宽度值为1.73 eV。在可见光的照射下,ZnCo2O4的光生电子(e‒)在异质结处的C3N4的离域π键所捕获,有效的促进了ZnCo2O4的光生电子(e‒)和光生空穴(h+)分离,ZnCo2O4的光生空穴(h+)是光催化降解四环素水溶液的主要因素。在可见光下,初始浓度为10 mg/L的四环素水溶液(C22H24N2O8)最高降解率可达到90.02 %。 相似文献
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