g-C3N4的制备及其对环氧树脂复合材料性能的影响

以尿素为原料采用热剥离法制备类石墨相氮化碳（g-C₃N₄）,经傅里叶变换红外光谱与X射线衍射共同证明目标产物制备成功。将g-C₃N₄与环氧树脂E51混合制备多功能E51/g-C₃N₄ （CNE）复合材料。热重分析表明,与E51相比,CNE复合材料的失重10%温度和失重50%温度以及残炭量增加,热稳定性提高。动态热机械分析测试表明,CNE复合材料在室温的储能模量低于E51,而玻璃化转变温度高于E51。冲击性能测试表明,g-C₃N_{4质量分数为}3%时,CNE复合材料的冲击强度比E51提高了43.5%。电导率测试表明,g-C₃N_{4质量分数为}4%时,复合材料的电导率从E51的3.7 S/cm提高至11.3 S/cm。微型燃烧量热测试表明,复合材料的热释放速率峰值较E51明显减小,阻燃性能提高。     

煤基碳量子点/氮化碳复合材料制备及其光催化还原CO2性能

以太西无烟煤为原料，采用化学氧化法制备煤基碳量子点(C-CQDs)，进一步以C-CQDs和尿素为前体，原位复合制备得到煤基碳量子点/氮化碳(C-CQDs/g-C₃N₄)复合材料。采用TEM、XRD、FT-IR、UV-Vis、PL等手段对样品结构性能进行了表征和分析，进而考察了其在光催化还原CO₂合成甲醇过程的催化性能。研究表明：C-CQDs均匀地负载在g-C₃N₄的表面，且掺杂适量的C-CQDs有利于提高C-CQDs/g-C₃N₄的光催化活性，当可见光照12 h时，其光催化还原CO₂甲醇产量最高可达28.69 μmol/(g cat)，约为相同条件下纯石墨相g-C₃N₄作用时甲醇产量的2.2倍。     

环氧树脂基导热复合材料的制备与性能研究

为探讨影响导热复合材料性能的关键,以片状六方氮化硼(H-BN)和球形氧化铝(Al₂O₃)为填料,使用三辊开炼机共混制备环氧树脂(EP)基导热绝缘复合材料,选择鳞片石墨为对比实验的填料,制备非绝缘导热复合材料。研究填料种类和质量分数对复合材料导热性能、力学性能、介电性能、电阻率和热稳定性等的影响。结果表明：填料的加入能够显著提高复合材料的导热性能,当复配填料总量为120份(以每100 g计)时,H-BN和Al₂O₃质量比为8∶2时,复合材料的导热系数达0.899 W/(m·K),是纯EP的4.2倍。除对比组外,复合材料均具有较好介电性能、电阻率和热稳定性,是良好的绝缘材料。     

BiOI/g-C3N4光催化降解甲基橙研究

以三聚氰胺为前驱物采用热聚合法制备了石墨相氮化碳（g-C₃N₄）,并在其表面原位合成了碘氧化铋（BiOI）,构筑了石墨相氮化碳-碘氧化铋复合材料。采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、紫外可见漫反射仪（UV-Vis-DRS）等对催化剂进行了表征。结果表明,当BiOI与g-C₃N₄物质的量比为0.5时,BiOI/g-C₃N₄催化剂具有高分散的BiOI颗粒及适中的禁带宽度,吸附和降解甲基橙性能最佳。回流温度为120 ℃时制备的BiOI/g-C₃N₄催化剂具有适中的粒径、比表面积和表面羟基浓度,吸附和降解甲基橙性能最佳,且该催化剂具有良好的重复使用性能。     

类石墨烯氮化碳制备及其在气体分离领域中应用的研究进展

首先介绍了类石墨烯氮化碳(g-C₃N₄)的起源、发展、结构及其性质，总结了g-C₃N₄的制备方法；然后综述了g-C₃N₄在气体膜分领域中的研究，详细介绍了膜的制备、分离性能及分离机理；最后，对g-C₃N₄在膜分离领域未来的研究方向进行了展望。     

g-C3N4/Fe3O4/MnO2光催化剂制备及光催化性能研究

以尿素和铁盐为原料，负载了MnO₂，利用原位沉淀法与煅烧法制备g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料。使用XRD、FT-IR、UV-Vis DRS对合成的部分光催化剂进行表征。结果表明：g-C₃N₄为类石墨的层状结构，Fe₃O₄和Mn O₂通过分子间作用力与g-C₃N₄复合。在不同反应条件下的可见光诱导的光催化实验表明，当m(Mn)∶m(g-C₃N₄/Fe₃O₄)=1∶1时，g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料具有出色的降解污染物的能力，其中光降解反应的优化条件为g-C₃N     

导热ZnO/EP复合材料的制备与性能研究

以ZnO粉体、环氧树脂E-51等原料通过溶胶-凝胶法制备ZnO/EP复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对其进行表征,研究ZnO填充量对其力学性能和导热性能的影响。结果表明:随着ZnO粉体填充量的增加ZnO/EP复合材料的热导率逐渐升高,但力学性能有所下降,ZnO粉体填充量为40%时热导率达到了0.67(W·m^(-1)·K^(-1)),较EP提高了272.2%。ZnO粉体的最佳填充量为20%。     

g-C3N4/TiO2复合材料的制备及可见光催化降解硝基苯

采用原位合成法在TiO₂纳米管上沉积g-C₃N₄对材料进行改性,通过改变尿素的质量浓度制备了一系列不同负载量的g-C₃N₄/TiO₂复合材料(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g·L^-1 g-C₃N₄/TiO₂ NTs),然后在可见光条件下考察了g-C₃N₄/TiO₂复合材料光催化降解硝基苯的性能,并对材料做了相关的表征分析和自由基清除实验。结果表明：将g-C₃N₄负载到TiO₂纳米管上可以显著提高光催化活性,可能是由于g-C₃N₄和TiO₂之间形成了异质结,延长了载流子的寿命,阻碍了电子与空穴的复合,从而提升了复合材料的光催化活性。     

Z型g-C3N4/WO3·H2O的制备及其光催化CO2还原性能

以石墨相氮化碳(g-C₃N₄)和二水合钨酸钠为原料,采用水热合成法制备了复合材料g-C₃N₄/WO₃·H₂O(CNW-1),通过XRD、XPS、SEM、TEM对其进行了表征,探究了298 K、0.1 MPa条件下其对CO₂的可见光催化还原性能,并提出了可能的反应机理。通过调控WO₃结晶水含量可以实现CO和CH₄的产率调节,在反应10 h后,CNW-1具有最高的CH₄产率(0.33μmol/g),而g-C₃N₄/WO₃(CNW)具有最高的CO产率(0.67μmol/g)。该研究为CO₂选择性还原为C1化合物提供了一种有效策略,同时突出了以g-C₃N₄作为半导体构建Z型光催化体系在催化领域的应用潜力。     

四氧化三钴/石墨相氮化碳复合光催化剂的研究进展

四氧化三钴(Co₃O₄)和石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是近年来被广泛研究的光催化材料,将Co₃O₄和g-C₃N₄复合可以实现光生载流子的有效分离和迁移、促进协同作用,从而获得高效的Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂。综述了国内外Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂的制备方法及其应用研究进展,并探讨了其光催化机理,为Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂的开发和应用研究提供了参考。     

以光伏晶硅废料构建三维骨架增强环氧树脂的导热性能

以提纯的光伏晶硅废料为原料，添加高导热的片状BN粉末，采用冰模板法与真空浸渗环氧树脂(EP)相结合的方法制备了EP/Si₃N₄-SiC-BN复合材料，并研究了其性能。结果表明：Si粉氮化反应产生的晶须在Si₃N₄-SiC-BN三维网络骨架中相互接触并分布在垂直定向的孔隙通道内；BN用量为晶硅废料质量的20%时，EP/Si₃N₄-SiC-BN复合材料的热导率最大，为1.08 W/(m·K)；随着BN含量的增加，复合材料的抗弯强度降低，BN用量为晶硅废料质量的5%时，抗弯强度最大，为133.6 MPa。     

CeO2/g-C3N4复合光催化剂的制备及其性能研究

采用高温聚合有机物前驱体的方法,以三聚氰胺为前驱体,制得类石墨型氮化碳(g-C₃N₄)粉末,采用水热法制得CeO₂/g-C₃N₄复合光催化剂,对其进行了表征,考察了CeO₂/g-C₃N₄复合光催化剂在可见光下处理亚甲基蓝的性能,并对CeO₂/g-C₃N₄复合光催化剂进行回收实验、吸附实验以及光催化动力学分析。结果表明,CeO₂/g-C₃N₄中g-C₃N₄和CeO₂分别为石墨相和萤石相,复合CeO2使得g-C₃N₄的吸附性能有了大的提高,15 min能达到吸附平衡,吸附82.5%的亚甲基蓝;45 min后对亚甲基蓝处理率达到99.45%,远远快于g-C₃N₄。CeO₂/g-C₃N₄在5次使用后仍然可以保持73.1%的净化效果。亚甲基蓝处理过程包括吸附和光解2部分,光解反应符合一级动力学方程。     

Z型SnO/g-C3N4光催化剂的制备及其性能研究

通过热聚合法并辅助超声沉淀法,以g-C₃N₄为原料制备了SnO/g-C₃N₄复合光催化材料。利用XRD、FTIR、FESEM、DRS和PL等表征手段对制备的样品进行形貌和结构分析。以RhB为探针分子,在可见光下考察SnO/g-C₃N₄复合材料的光催化性能。结果发现,SnO/g-C₃N₄复合材料形成了Z型异质结,其光催化性能比单一g-C₃N₄显著提高,当RhB初始浓度10 mg/L,光催化剂用量为0.1 g/L时,在19 W的低功率紫外灯下辐射120 min后,RhB的降解效率可达93.28%,其反应速率常数为单一g-C₃N₄的6.2倍。自由基猝灭实验发现,在降解有机污染物时,SnO/g-C₃N₄中主要的活性物种为·OH和·O^-₂,对SnO/...     

氮化碳改性光催化材料在水污染治理中的应用

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种具有良好热稳定性和化学稳定性的光催化材料，具有制备原料及制备方式多样、形貌结构易调控等特征。g-C₃N₄及其改性材料在去除水体中重金属、有机污染物和氨氮等污染物方面得到高度关注。但因其存在光生电子-空穴对易复合、可见光响应范围窄、比表面积较小等缺点，在实际应用中受到限制。概述了g-C₃N₄材料的改性方法，如形貌调控、掺杂和构建异质结等，归纳了改性g-C₃N₄材料对水体中重金属、有机污染物和氨氮等污染物去除的相关研究，同时探究了不同制备方式得到的改性g-C₃N₄材料对水体中污染物的去除效果，以及在去除污染物过程中所涉及到的相关反应机理。最后对g-C₃N₄改性材料现阶段存在的问题进行了总结，并对未来的研究方向做出展望，为今后水体中污染物的去除研究提供参考。     

同轴电纺法TiO2/g-C3N4的制备及光催化性能研究

传统的静电纺丝法使用单一的毛细管状喷头喷丝,通常用于制备实心且表面光滑单一组分的纳米纤维,无法得到具有多种功能性结构的复合材料,应用范围较窄。以酞酸丁酯和尿素为原料,采用同轴静电纺丝法成功制备了TiO₂/g-C₃N₄复合材料,并用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和Brunauer-Emmett-Teller （BET）分析对样品进行了表征,通过光催化降解亚甲基蓝溶液（MB）研究了不同g-C₃N₄添加量对TiO₂/g-C₃N₄复合材料光催化性能的影响。实验结果表明,采用同轴静电纺丝法结合500℃煅烧工艺成功制备了大比表面积及高光催化性能的TiO₂/g-C₃N₄复合材料。当g-C₃N₄添加量为0.15 g时,TiO₂/g-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝溶液（MB）的光催化降解效率可达93.8%,且经过5次重复实验后降解率仍可达80%以上。     

石墨相氮化碳纳米片膜研究进展

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）纳米片由于具有本征孔、高孔密度、高稳定性、高力学强度、大比表面积、化学环境可调节等特性,在气体分离、渗透汽化、脱盐等膜分离工艺中具有独特的优势,从而引起了研究人员的广泛关注。本文介绍了g-C₃N₄纳米片的结构和性质,总结了g-C₃N₄纳米片的制备方法,阐述了不同形式的g-C₃N₄纳米片基分离膜,讨论了g-C₃N₄纳米片膜在分离中的应用,提出了g-C₃N₄纳米片膜的存在的问题和未来的发展趋势。     

氮化碳纳米管及其复合材料研究进展

介绍了氮化碳纳米管的结构、三种制备方法(模板法、超分子组装法和纳米片/微片卷曲法),结合国内外研究人员在g-C₃N₄纳米管方向取得的最新研究成果,列出了g-C₃N₄纳米管复合材料在光催化制取H₂、降解污染物、还原CO₂、生成H₂O₂、传感器等方面的应用。目前与氮化碳纳米管复合的材料局限于单原子或小分子,为增强氮化碳纳米管的应用,研究人员应基于已有的纳米管与聚合物复合的资料,尝试氮化碳纳米管与聚合物复合的研究。对g-C₃N₄纳米管材料的未来趋势进行了展望。     

g-C3N4的改性策略以及g-C3N4/Ti3C2异质结研究进展

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)禁带宽度约为2.7 eV,具有可见光响应能力。由于其良好的热和化学稳定性,且形貌和化学结构可调,在光催化领域应用广泛。但由于其带隙宽,对可见光响应范围窄,且光生载流子的复合率高,导致其光催化效率低,可通过改性来改善。本文综述了对g-C₃N₄形貌调控、掺杂和构建异质结等改性策略,以及g-C₃N₄/Ti₃C₂异质结的作用机理、制备方法和在光催化析氢、有机物降解及合成等领域的应用。     

EP/GNs/MWCNTs复合材料的导热性能

以多壁碳纳米管(MWCNTs)和石墨烯纳米微片(GNs)为导热填料,环氧树脂(EP)为基体采用溶剂和超声分散法,制备了EP/GNs/MWCNTs导热复合材料,并与EP/MWCNTs及EP/GNs复合材料的导热性能进行了对比。采用透射电子显微镜观察其微观结构,采用Hot Disk热导率测试仪测试其导热性能,采用差示扫描量热法和热重分析仪测试其耐热性及热稳定性。结果表明,MWCNTs和GNs共同作为EP导热填料时,相比于单组分填料(MWCNTs或GNs)更易形成导热网络;EP的热导率、玻璃化转变温度(Tg)和热分解温度均随着MWCNTs或GNs含量的增加而提高,其中,GNs更有利于提高EP的热导率和热分解温度,MWCNTs更有利于提高EP的Tg。在相同的导热填料含量下,相对于其中的任一单一填料,MWCNTs/GNs共同作用时,对热导率的提高有更显著的效果,且随着其中GNs比例的增加,热导率逐渐增大。当GNs和MWCNTs的体积分数分别为0.6%和0.4%时,EP/GNs/MWCNTs复合材料的热导率、Tg和起始分解温度分别为0.565 W/(m·K),152℃和316℃,分别比纯EP提高了132.5%,34.5%和8.2%。     

MoO3/g-C3N4复合材料的制备及光催化性能

以三聚氰胺和四水合钼酸铵为前驱体,采用水热法制备了MoO₃/g-C₃N₄复合光催化剂。利用X-射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及紫外-可见漫反射仪（DRS）等对制备的样品进行了表征。表征结果显示,棒状的三氧化钼负载在层状C₃N₄表面,复合材料的光吸收能力有一定的增强。材料可见光催化降解亚甲基蓝（MB）溶液的实验表明,三氧化钼和g-C₃N₄所复合产生的异质结具有较好的吸收光强度及催化降解性能,尤其是5%（质量分数）MoO₃/g-C₃N₄复合材料光催化降解率最好,达到95.7%,高于纯三氧化钼和g-C₃N₄。自由基与空穴捕获实验表明,·O₂^-是光催化反应中的主要活性物种。MoO₃/g-C₃N₄复合材料在4个循环周期内表现出了优异的稳定性。