g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料的制备及可见光催化性能

以三聚氰胺为原料,通过高温煅烧法制备石墨相氮化碳(g-C_3N_4),然后在此基础上通过热溶剂法制备石墨相氮化碳/钽酸钠(g-C_3N_4/NaTaO_3)复合光催化材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FTIR)、X射线能谱仪(XPS)、紫外可见漫反射(UV-vis)等对其形貌结构进行表征,并模拟可见光,探讨g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料对罗丹明B染料的光催化降解性能。结果表明:g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料具有球状结构,粒径大小分布均匀;与纯NaTaO_3相比,g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料的光响应范围拓展至可见光区域,出现明显红移现象;可见光催化测试研究表明,当g-C_3N_4在复合材料的含量为40 wt%时,g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料具有最佳的光降解性能,在可见光下反应120 min,其对罗丹明B的降解率可达99.6%。     

g-C_3N_4负载Ni(Ⅱ)配合物对光催化产氢效率研究

以类石墨碳化氮(g-C_3N_4)为前体,选用双(4-吡啶)胺有机配体(L)采用加热回流法成功制得Ni(Ⅱ)配合物(Ni-L),通过化学浸渍法合成Ni-L/g-C_3N_4复合光催化剂,并改变Ni-L的负载量得到不同质量配比的Ni-L/g-C_3N_4复合光催化剂.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪表征所获得的g-C_3N_4和Ni-L/g-C_3N_4复合光催化剂.通过模拟太阳光光源照射,三乙醇胺作为牺牲剂的反应条件下分解水析出氢气的效率来评价制备的复合光催化剂的光催化活性. Ni-L负载量为5%(质量分数)的Ni-L/g-C_3N_4复合光催化剂在模拟太阳光光照6 h分解水产生氢气的量为63. 47μmol,速率为319. 4μmol·h-1·g-1,与纯相g-C_3N_4相比,极大地增加了析出氢气的量.基于XRD、TEM和荧光光谱谱图说明复合材料的表面结构不同,微观形貌也发生明显变化,同时降低了光生载流子的复合速率.结果表明,将Ni-L负载在g-C_3N_4上可大大提高g-C_3N_4的光催化活性.     

薄层g-C_3N_4/β-SnWO_4异质结光催化剂的制备及性能

以β-SnWO_4和薄层g-C_3N_4为原料,通过静电力作用制备了具有异质结结构的薄层g-C_3N_4/β-SnWO_4光催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见漫反射、荧光光谱仪等对薄层g-C_3N_4/β-SnWO_4光催化剂进行表征。通过在可见光下降解罗丹明B(RhB)来评价样品的光催化性能。结果表明,β-SnWO_4被嵌入薄层g-C_3N_4,且薄层g-C_3N_4质量分数为80%时,薄层g-C_3N_4/β-SnWO_4光催化剂的光催化性能最好,16min后RhB降解率可达96%。     

CdS/g-C_3N_4复合材料的制备及其光催化性能研究

采用沉淀法制备CdS/g-C_3N_4复合光催化剂.利用XRD、SEM、FTIR、EDS、UV-Vis-DRS等对合成样品的结构、形貌、组分及光吸收性能进行表征.通过甲基橙(MO)水溶液的光催化降解评价产品的光催化活性.结果表明:CdS/g-C_3N_4复合光催化剂由CdS和g-C_3N_4两相组成,将g-C_3N_4与CdS复合明显增强了光催化活性,其中,质量比为5∶3的CdS/g-C_3N_4光催化活性最高,紫外光照150 min,MO降解率达97.88%,MO表观降解速率常数分别是纯CdS和g-C_3N_4催化时的6.24和11.91倍.稳定性测试结果表明CdS/g-C_3N_4复合光催化剂在光催化反应中拥有优异的稳定性和可重复性.     

Ag/g-C_3N_4复合光催化剂的固相合成及光催化性能研究

采用浓硫酸剥离法对块体石墨相氮化碳g-C_3N_4进行剥离,得到高分散性的片状g-C_3N_4,然后用固相合成法制得Ag/g-C_3N_4复合光催化剂。采用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱及电子扫描显微镜对合成材料进行了分析表征,并以亚甲基蓝降解为特征反应考察了块状g-C_3N_4、片状g-C_3N_4及Ag/g-C_3N_4复合光催化剂的光催化活性。实验结果表明,与块状g-C_3N_4相比,片状g-C_3N_4在水溶液中有良好的分散性,光催化活性明显提高,Ag/g-C_3N_4复合光催化剂的催化性能最好,并且Ag/g-C_3N_4复合光催化剂能使对硝基苯酚向对硝基苯胺快速还原转化。     

g-C_3N_4/TiO_2异质结光催化材料的制备及光解水产氢性能

分别以硫脲、尿素和三聚氰胺作为g-C_3N_4前驱体,采用浸渍法和退火处理将g-C_3N_4负载在TiO_2纳米花上制备g-C_3N_4/TiO_2异质结光催化材料。研究不同g-C_3N_4前驱体对g-C_3N_4/TiO_2光催化材料形貌、光电化学性能及光催化分解水产氢性能的影响。结果表明:以硫脲和尿素为g-C_3N_4前驱体时,TiO_2纳米花结构被破坏,所得到的g-C_3N_4/TiO_2复合材料比表面积较小,光生载流子复合严重,光催化活性较低;以三聚氰胺为g-C_3N_4前驱体时,TiO_2仍然保持完整的纳米花结构,所得到的g-C_3N_4/TiO_2复合材料在保持较高的比表面积的同时具有较低的光生载流子复合速率,因此该复合材料的光催化性能显著增强,在模拟太阳光照射下分解水产氢速率高达20.75mmol/(g·h)。     

石墨相氮化碳的合成、表征及其超级电容器性能的研究

以三氯代嗪、三聚氰胺为原料,利用固相反应方法合成了石墨相氮化碳(g-C_3N_4)纳米材料。然后,通过电化学方法制备了g-C_3N_4的SO_4~(2-)、NO_3~-插层复合物,通过XRD、FTIR对g-C_3N_4及其插层复合物的结构进行了表征。最后测试了g-C_3N_4的电化学性能。该制备方法简单价廉,对环境友好,制得的电极材料具有优异的电化学性能和良好的循环稳定性。     

类石墨相氮化碳的制备及可见光催化性质研究

利用两种廉价前驱体,通过热聚缩作用成功制备类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),通过XRD,FT-IR测试验证了实验产物的物理化学性质。两种g-C_3N_4的光催化性能通过在可见光下降解Rh.B的性能进行评定。由尿素制备的g-C_3N_4在60min的光照条件下去除水中染料达到99%以上,而由硫脲制备的g-C_3N_4去除率不足50%。同时通过SEM、BET等测试对影响g-C_3N_4的光催化性能的因素进行对比讨论。尿素制备的g-C_3N_4呈现为纳米片层状,比表面积达到50m2/g,是硫脲制备的g-C_3N_4的2.78倍,由此可知,微观形貌以及比表面积是影响催化性能的重要因素。     

NixZn1-xFe2O4/g-C3N4复合材料的制备及其光催化产氢性能

用高温煅烧法制备了Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4和g-C_3N_4,再用液相自组装法合成Ni_xZn_(1-x)-Fe_2O_4/g-C_3N_4复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)和氮气吸附-脱附等手段对产物进行了表征;光催化实验结果表明,可见光下25%Zn_5Ni_(0.5)Fe_(0.5)O_4/g-C_3N_4复合材料具有最高的产氢效率,未加光敏剂EY时为2.668 mmol·g~(-1),加入光敏剂EY时提高到了37.313 mmol·g~(-1)。     

g-C3 N4/Fe3 O4磁性纳米复合材料 去除水中对硝基酚的研究

采用溶剂热法,以g-C_3N_4为基体制备g-C_3N_4/Fe_3O_4磁性纳米复合材料,并将其作为吸附剂,研究了不同的吸附条件对g-C_3N_4/Fe_3O_4去除水中对硝基酚性能的影响,并利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析了该吸附行为。结果表明,在投料量为10 mg,吸附时间为5 min时,对硝基酚的去除率达到85.7%;吸附等温线拟合结果表明g-C_3N_4/Fe_3O_4对对硝基酚的吸附行为更符合Langmuir等温模型,相关系数为0.9943。     

基于前驱体热化学性质调控g-C_3N_4的合成

提出了一种程序升温制备高光催化活性g-C_3N_4的方法.以硫脲为前驱体,测得并分析了其TG/DSC曲线.基于在不同相转变温度条件下前驱体的化学转化,采用程序升温的方法制备了类石墨相氮化碳g-C_3N_4.采用SEM、TEM、FTIR、DRS、PL等技术,对所制g-C_3N_4的化学结构、形貌和光学性质进行了表征,并探究了不同程序升温方式对g-C_3N_4光催化性能的影响.结果表明,在硫脲相转变温度为260℃和426℃各保温1 h,550℃保温4 h,所制g-C_3N_4为疏松层状堆叠的块状颗粒.扩散反射光谱以及荧光光谱分析表明:采用该程序升温方式可提高g-C_3N_4光生电子-空穴对的分离效率.以罗丹明B为模型污染物,评价了所得g-C_3N_4的光催化活性.相较其它升温方式制备的g-C_3N_4,采用提出的程序升温热聚法制备的g-C_3N_4可提高罗丹明B的可见光催化降解速率达3倍.这种光催化活性的增强主要归因于其更大的比表面积和更高的光生电子-空穴分离效率.     

BiOI/g-C_3N_4协同光催化还原Cr(Ⅵ)及光降解罗丹明B

通过一步液相法合成BiOI/g-C_3N_4复合光催化剂,利用XRD、IR和UV-visDRS等手段表征产物的物相、结构及其光电特性。研究BiOI/g-C_3N_4光催化剂在可见光激发下还原Cr(Ⅵ)和降解罗丹明B(Rh B)的光催化活性。结果表明,在可见光光照下,BiOI/g-C_3N_4可将97.2%的Cr(Ⅵ)光还原成Cr(III),Rh B的可见光降解率可达97.8%;与纯g-C3N4相比,Cr(Ⅵ)转化率和RhB降解速率分别提高3.9和4.4倍。研究发现BiOI和g-C_3N_4存在协同光催化效应,光生电子还原Cr(Ⅵ),而产生的空穴和·O2-共同作用氧化RhB。     

高效可见光催化剂g-C_3N_4的制备及其催化性能研究

利用马弗炉在空气氛围下高温分解尿素制备具有高效可见光催化活性的类石墨烯g-C_3N_4光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱等手段对样品进行性能表征.研究结果表明,升温速率对所制备的g-C_3N_4的晶型结构有显著影响,在升温速率为2℃/min时,所制备的g-C_3N_4的XRD衍射峰与其标准衍射图谱相一致;保温时问长短对所制备的g-C_3N_4的XRD衍射峰产生影响,保温温度则对其影响不大;最佳的制备条件为升温速率2℃/min,500℃恒温5 h.光催化活性实验表明,所制备的光催化剂g-C_3N_4具有优异的可见光催化活性,在可见光辐射50 min条件下,罗丹明B的降解率可达90%.     

过氧化氢辅助下石墨相氮化碳光催化降解罗丹明B的研究

采用热聚合三聚氰胺法制备石墨相氮化碳(g-C_3N_4),考察在H2O2辅助下,g-C_3N_4的可见光光催化性能.对影响光催化性能的主要因素,例如:pH、H2O2剂量、催化剂投加量、反应温度等,进行了优化.结果表明:g-C_3N_4的光催化性能在酸性条件下优于碱性条件,H2O2的最佳添加剂量为20 mmol/L,催化剂最佳添加剂量为1 g/L,温度对催化效率没有显著影响.最后,考察g-C_3N_4在天然日光照射下的催化性能,结果显示:g-C_3N_4能够直接以天然日光为驱动力,并表现出与人造光源相似的催化性能,表明g-C_3N_4光催化剂具有潜在的实际应用价值.     

还原氧化石墨烯/石墨相氮化碳复合膜的制备及其脱盐性能

采用真空抽滤法制备了以氧化石墨烯为基体的rGO/g-C_3N_4复合膜,系统研究了光催化还原时间、GO与g-C_3N_4质量比及GO沉积密度等工艺参数对复合膜脱盐性能的影响,优选出rGO/g-C_3N_4复合膜成膜工艺条件;并基于优选工艺所制备复合膜研究了NaCl溶液浓度对复合膜脱盐性能的影响,为复合膜的制备及应用提供实验依据。研究结果表明:紫外光照射时间为30h,GO与g-C_3N_4的质量比为6∶1,GO沉积密度为477.7mg·m~(-2)时制备的rGO/g-C_3N_4复合膜对NaCl溶液的脱盐性能最佳;复合膜对NaCl截留率和溶液通量均随NaCl溶液浓度降低而升高,对浓度为0.01mol·L~(-1)的NaCl溶液,截留率达到61.1%。     

Nafion/GOX/CS-g-C_3N_4/GCE的制备及其在葡萄糖生物传感器中的应用

首先以三聚氰胺为原料制备出g-C_3N_4纳米材料;再将壳聚糖(CS)与g-C_3N_4混合并滴涂在玻碳电极表面,制得CS-g-C_3N_4/GCE电极;最后将葡萄糖氧化酶(GOX)滴涂并用Nafion膜将其固定在CS-g-C_3N_4/GCE电极表面,制得Nafion/GOX/CS-g-C_3N_4/GCE葡萄糖生物传感器,实现了葡萄糖氧化酶的直接电化学。采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、循环伏安法(CV)及差分脉冲伏安法(DPV)等手段对所制备的电极进行了表征和测试。结果表明:所制得的Nafion/GOX/CS-g-C_3N_4/GCE葡萄糖生物传感器的响应范围为0.1~8.0mmol·L-1,检出限为46.7μmol·L-1,Michaelis-Menten常数为0.42mmol·L-1。该生物传感器可以排除尿酸(UA)、抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)等的干扰,表现出优异的抗干扰性和选择性。此外,该生物传感器还表现出较好的重复性和稳定性,可应用于实际样品检测。     

浸渍法制备Ni-L/g-C_3N_4复合材料及其光催化产氢性能研究

通过金属-有机骨架(MOF)-模板设计策略,制备具有优异光催化活性的非贵金属助催化剂/固溶体异质结Ni-L/g-C_3N_4.通过调节g-C_3N_4与Ni配合物(Ni-L)负载浓度,微调异质结的化学组成和带隙,并进一步优化光吸收能力和光催化活性,获得最佳产生氢气速率为23. 69μmol·g~(-1)·h~(-1),且在可见光照射下(λ 420 nm)具有较高的稳定性和可回收性.进一步的表征和DFT计算揭示了异质结和光催化活性之间的关系,并证实Ni-L/g-C_3N_4在加速水解离动力学中的重要性.     

类石墨结构氮化碳的制备及光催化降解造纸废水的研究

以尿素为原料,利用固相聚合方法制备层状g-C_3N_4新型半导体光催化材料,并运用XRD、FTIR、SEM和UV-VIS对产物的结构、组成、形貌和光吸收性能进行表征,确定所制备的氮化碳材料为具有可见光响应的类石墨相结构。考察g-C_3N_4光催化剂的使用量、反应体系p H值、反应时间等因素对造纸废水CODcr去除率的影响。实验结果表明,在可见光(λ400 nm)作用下,对于CODcr浓度为500 mg/L的造纸废水而言,g-C_3N_4光催化降解效果较好的工艺条件为:溶液的初始p H值为3.0、光催化剂的用量为1.0 g/L、反应时间6 h。在上述最优条件下,进行光催化,造纸废水的CODcr去除率为84.72%,经g-C_3N_4光催化降解处理后的造纸废水,能实现达标排放。     

基于g-C_3N_4-CeO_2复合材料的电化学生物传感器

分别采用高温煅烧法和水热合成法制备g-C_3N_4材料和g-C_3N_4-CeO_2复合材料.采用傅里叶红外光谱仪(FTIR),X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料进行表征.将g-C_3N_4-CeO_2和辣根过氧化物酶(HRP)混合修饰于玻碳电极表面后,再进行电化学聚合氯金酸,构建一种新型的用于检测过氧化氢(H_2O_2)的电化学Au/g-C_3N_4-CeO_2-HRP/GCE生物传感器.实验结果表明:该传感器对H_2O_2有较好的催化响应,在H_2O_2浓度1. 0×10-5～4. 6×10-3mol/L的范围内该传感器的响应电流与浓度呈现良好的线性关系,检出限为2. 6μmol/L(S/N=3).该传感器还应用于对实际水样的检测,其加标回收率为98. 4%～101. 2%.因此,g-C_3N_4-CeO_2复合材料在电化学传感器方面有着潜在的应用前景.     

Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极的制备及其对H_2PO_4~-的测定

以尿素为原料制备石墨氮化碳(g-C_3N_4)材料,以壳聚糖(CHIT)为黏合剂修饰于电极表面,再利用循环伏安法电沉积钴,成功制备出Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极,并将其应用于水样中磷酸二氢根离子(H_2PO_4~-)的电化学检测.采用循环伏安法和计时电位法进一步研究修饰电极的电化学性能.实验结果表明:在最佳实验条件下,修饰电极对H_2PO_4~-的响应电位与其浓度的对数在1.0×10~(-7)～1.0×10~(-3)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为5.7×10~(-8)mol/L(S/N=3);该电极具有较宽的线性范围、较高的灵敏度和良好的选择性.