Cu(CF3SO3)2/g-C3N4的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解

先以三聚氰胺为前驱体,制备g-C₃N₄粉末,再采用溶剂热法制备Cu(CF₃SO₃)₂/g-C₃N₄复合光催化材料。考察Cu(CF₃SO₃)₂/g-C₃N₄复合光催化材料在可见光下催化降解亚甲基蓝的性能,并对其进行光催化动力学分析。结果表明,制备的Cu(CF₃SO₃)₂/g-C₃N₄复合样品呈管状结构,对亚甲基蓝的降解过程符合一级动力学方程。其吸附性能远高于g-C₃N₄,150 min对亚甲基蓝的降解率达到96.6%;在重复使用4次后,对亚甲基蓝的降解率仍然可以保持84.3%。     

BiPO4/g-C3N4异质结光催化剂的制备及其光催化性能

以BiPO₄和g-C₃N₄为前驱体，采用混合法制备了BiPO₄/g-C₃N₄复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)等技术对BiPO₄/g-C₃N₄复合光催化剂的物相晶型、微观形貌以及光催化性质进行了表征。以甲基橙(MO)溶液为模拟染料溶液，对BiPO₄/g-C₃N₄复合光催化剂的光催化活性和循环使用稳定性进行评价，并对其光催化降解MO染料溶液机理进行了探究。结果表明：一维BiPO₄纳米棒锚定在二维g-C₃N₄纳米片表面形成异质结，拓宽了光谱范围，提高了对可见光的响应强度，抑制光电子-空穴的复合，提高了光催化活性。可见光照射3...     

树脂软模板修饰铁掺杂g-C3N4光催化剂的制备及性能

采用一步熔融法,将三聚氰胺甲醛树脂MF与铁元素一同掺杂到纳米g-C₃N₄上,成功获得树脂软模板修饰铁掺杂g-C₃N₄新型复合光催化剂g-C₃N₄/MF/Fe。采用X射线多晶衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外漫反射光谱(UV-vis)等多种手段对掺杂前后的复合光催化剂进行了表征。以罗丹明B为染料模型,研究了复合催化剂的染料降解性能。结果表明,将MF树脂与铁元素一同掺杂到g-C₃N₄上,复合光催化剂对罗丹明B有优异的降解能力,40 min可以实现染料完全降解,催化剂的禁带宽度由2.63 eV降低至1.43 eV。     

g-C3N4活化硫铁矿烧渣及其非均相光芬顿催化性能

作为一种典型的工业固废,硫铁矿烧渣(Pyc)的资源化利用程度较低,而烧渣中丰富的铁元素赋予了其在铁环境化学方面的应用潜力。通过球磨混合三聚氰胺和硫铁矿烧渣,采用煅烧法制备了不同负载比的g-C₃N₄/Pyc复合催化材料,在非均相的光芬顿(Fenton)实验中,利用g-C₃N₄引入光生电子加速Fe³⁺的还原,进一步探究了催化材料、g-C₃N₄负载量、H₂O₂浓度等因素对亚甲基蓝(MB)降解效果的影响。结果表明,在可见光的照射下,使用g-C₃N₄/Pyc-4作为催化材料,当H₂O₂浓度为19.70 mmol/L时,60 min即可完全降解20 mg/L的MB。     

g-C3N4掺杂TiO2/活性炭复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用直接热聚合法和溶胶-凝胶法分别制备石墨相氮化碳(g-C3N4)和二氧化钛活性炭复合材料(TiO2/AC)两种前驱体,再通过两步法制备石墨相氮化碳掺杂二氧化钛活性炭复合光催化剂(g-C3N4/TiO2/AC).利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及瞬态...     

基于双层微纳米纤维膜的气液固三相体系构建及其光催化性能

为提升石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的光催化降解性能,通过静电纺丝技术制备了亲疏不对称的双层纳微纤维膜,其中疏水层为聚苯乙烯纤维膜,亲水层为以聚丙烯腈/聚乙烯吡咯为载体的g-C₃N₄/酞菁铁(FePc)异质结催化膜,对其表面形貌、化学结构和光吸收性能进行表征,并考察了对染料废水的光催化降解作用。结果表明:水接触角分别为140°和12°的疏水层和亲水催化层可紧密结合,其中催化层中g-C₃N₄和FePc在纤维膜上分布均匀,且FePc的引入将纤维膜的光吸收范围拓展至800 nm;在染料的光催化降解中,疏水层可作为气体通道将空气中的O₂传输至亲水催化层,从而形成气液固三相接触的反应体系,有效促进O₂对g-C₃N₄导带光生电子的俘获,使其光催化活性较常规二相体系提升3.1倍。     

CFs/CNG复合光催化材料降解水中的有机污染物

采用热聚合法制备石墨相氮化碳(g-C₃N₄),以碳纤维布(CFs)为载体,氧掺杂g-C₃N₄(CNG)为活性组分制备复合材料,以甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B为探针分子,分别以CNG和CFs/CNG为光催化剂,测试对探针分子的去除性能。通过XRD、SEM、FT-IR等手段对催化剂的形貌进行表征,并对催化剂光催化机理进行推测。结果表明:CNG呈现纳米片状结构,CFs/CNG呈现碳纤维束编织物,表面附有许多纳米层状物质。在可见光照射下,CNG对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的降解效果分别是g-C₃N₄的7倍、7倍、10倍,CFs/CNG对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的降解效果分别是g-C₃N₄的64倍、77倍、51倍。此外,制备的复合材料在7次循环使用后仍然保持了良好的光催化性能,具有良好的稳定性和重复使用性。     

碳掺杂氮化碳光催化活化过硫酸盐处理AOX的研究

本研究采用葡萄糖和三聚氰胺为原料,通过一步共热解法成功制备了碳掺杂石墨相氮化碳(Glucose-g-C₃N₄);采用紫外-可见漫反射光谱(DRS)和荧光光谱(PL)分析Glucose-g-C₃N₄的光吸收性能和电子-空穴对分离能力;并利用Glucose-g-C₃N₄光催化处理可吸附有机卤化物(AOX)的模拟物4-氯苯酚(4-CP)。结果表明,相较于石墨相氮化碳(g-C₃N₄),Glucose-g-C₃N₄的可见光吸收性能提高和电子-空穴对复合率降低;在模拟太阳光照射下反应120 min、过硫酸盐(PDS)用量0.5 mmol/L、Glucose-g-C₃N₄投加量0.5 g/L、4-CP质量浓度10 mg/L的条件下,Glucose-g-C₃N₄表现出最佳的光催化活性,4-CP的降解...     

N-TiO2/聚丙烯复合熔喷非织造材料的制备及其光催化性能

为制备具有光催化功能的聚丙烯(PP)熔喷非织造材料,首先通过溶胶-凝胶法制备氮掺杂二氧化钛(N-TiO₂)光催化剂,然后采用超声浸渍的方法将N-TiO₂均匀负载在PP熔喷非织造材料表面得到N-TiO₂/PP复合熔喷材料,并对其结构和性能进行表征和分析,通过自由基捕获实验确定光催化机制。结果表明：N掺杂量为1%的N-TiO₂的颗粒大小均匀,粒径约为10 nm,在30 min暗吸附和90 min光照条件下,其光催化降解亚甲基蓝(MB)的效率最佳,达到98%;将该N-TiO₂负载在PP熔喷非织造材料表面后,可包裹在PP纤维表面,当负载量超过30 mg后出现团聚现象;负载量为30 mg的N-TiO₂/PP复合熔喷材料的光催化降解性能最优,在30 min暗吸附和90 min光照条件下,对亚甲基蓝(MB)的降解效率达到98%;在光激发下N-TiO₂会产生超氧自由基和羟基自由基,二者共同降解MB。     

FePc/TiO2负载纳米纤维膜制备及光催化性能

使用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,通过对其化学改性引入偕胺肟基团,然后借助配位作用同时负载酞菁铁(FePc)和二氧化钛(TiO₂)制备了光催化剂,在对其形态结构和光吸收特性进行表征的基础上,考察其在有机染料氧化降解中的光催化性能。结果表明,FePc和TiO₂能够有效负载于改性PAN纳米纤维表面,并使其形貌发生明显变化。FePc能够作为光敏剂拓宽TiO₂催化剂的光谱响应范围,使其在可见光区显示出较强吸收,从而能够在可见光辐射下对染料的氧化降解反应显示出较高的光催化活性。此外,当改性PAN纳米纤维增重率为30.4%时,制备的光催化剂显示出最佳活性,而且其催化活性与可见光强度呈正相关性。     

织物基Ag/TiO2光催化材料的原位制备及对染料的降解性能

为解决光催化剂在降解过程中回收困难、易造成水体二次污染的难题，以聚多巴胺为媒介，采用原位合成法，在棉织物上生长二氧化钛(TiO₂)，并负载银(Ag)纳米粒子，制备织物基Ag/TiO₂光催化材料。结果表明，织物基Ag/TiO₂光催化材料在可见光照射210 min时，对亚甲基蓝的去除率达到85.6%。此外，该材料还具有优异的抗菌性能。     

无机碱溶液水热调控g-C3N4形貌及光催化性能的研究

本文通过三聚氰胺作为前驱体,将其置于马弗炉中在540℃下煅烧2h得到g-C₃N₄。以实验室常见碱的水溶液作为介质对其进行水热改性,研究其对可见光的响应及光催化降解水中六价铬活性。通过X射线粉末衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、荧光分光光度计（PL）、紫外-可见漫反射（UV-vis）、比表面积测试仪（BET）对改性后g-C₃N₄的组成结构、形貌进行了表征。以K₂Cr₂O₇水溶液作为六价铬模拟污染源,研究改性后g-C₃N₄对可见光的响应及光催化降解六价铬的活性。结果表明碳酸钠作为介质得到的产品,其催化性能提高的最多。     

石墨相氮化碳在食品分析前处理制备技术中的发展和应用

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种新型的二维石墨烯类似物,在分离科学和前处理制备技术方面具有巨大的应用潜力。g-C₃N₄具有超高硬度、低密度、良好的生物相容性、表面可修饰和较强的吸附亲和力等优异性能。g-C₃N₄的制备和吸附条件决定了材料的结构和表面理化性质,其内置富氮官能团和电子离域性质赋予其多种吸附机理,包括络合效应、氢键、氧化还原反应、π-π共轭效应、疏水作用、酸碱反应和静电相互作用等。当前,g-C₃N₄与固相萃取、磁性固相萃取和固相微萃取等技术相结合,已应用于食品分析样品的前处理制备。本文重点介绍g-C₃N₄的结构性能、吸附机理以及在样品前处理中的应用,以加强对g-C₃N₄优异性能的认识,促进g-C₃N₄在食品分析样品前处理中的发展和应用。     

基于衰减全反射LED光谱的g-C3N4对亚甲基蓝表面的吸附

以SiO₂光导纤维为载体,通过溶胶-凝胶法将g-C₃N₄负载在SiO2光导纤维表面形成一层均匀的薄膜,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、瞬态荧光光谱(PL)、荧光电镜(LSCM)、Zeta电位等表征技术对样品进行表征。结果表明：g-C₃N₄均匀分布在SiO₂光导纤维表面,吸附亚甲基蓝分子后Zeta电位由-45.35 mV升高到-28.72 mV;FT-IR光谱中700 cm^-1处的吸收峰移动到667 cm^-1处,600 cm^-1处的吸收峰消失;PL光谱典型发射峰明显下降,这都说明了g-C₃N₄对亚甲基蓝分子有较好的吸附能力。利用SiO₂光导纤维对光全反射的特点并借助衰减全反射光谱原理,以红光LED为光源,光电倍增管为检测器,研究了g-C₃N₄对亚甲...     

可见光响应的介孔TiO2光降解罗丹明B机制及其降解途径

为获得可见光响应的高效介孔TiO₂光催化剂,利用软模板法制备了螺旋堆积的手性介孔TiO₂。对比分析了手性介孔TiO₂和非手性介孔TiO₂的差异。通过自由基捕获实验和电子自旋共振(ESR)光谱,结合福井指数(f^-)的计算探索了手性介孔TiO₂降解罗丹明B(RhB)的机制和路径。结果表明,手性介孔TiO₂的螺旋堆积结构引入了更多缺陷,从而其Ti³⁺和氧空穴的含量都高于非手性介孔TiO₂,因此具有更强的可见光响应和降解活性,其对RhB的去除率超过非手性介孔TiO₂的4倍;手性介孔TiO₂降解有机污染物分子的主要活性物种是光生空穴h⁺;越容易给出电子的原子位点(即f^-值越高)越容易受到h⁺的攻击发生降解;降解过程中中间产物分析进一步得到了可见光激发手性介孔TiO₂降解R...     

预氧化PAN/TiO2复合微粒的太阳光催化活性

采用水相沉淀法合成聚丙烯腈(PAN),并将其复合到纳米二氧化钛(TiO₂)表面,制备PAN/TiO₂复合微粒。PAN/TiO₂经预氧化得到共轭结构的复合微粒,拓宽了纳米TiO₂的光响应范围。采用FTIR和DTA-TG对PAN/TiO₂进行表征,结果表明,纳米TiO₂上附着有预氧化的PAN,PAN/TiO₂热稳定性较好。改变n(AN)∶n(TiO₂)制备不同的PAN/TiO₂,并用于太阳光下罗丹明B的降解。结果表明,n(AN)∶n(TiO₂)为1∶120时,PAN/TiO₂光催化性能较好。     

Yb-TiO2复合光催化剂的制备及光催化性能

基于TiO₂主体材料,通过镱掺杂改性制备了Yb-TiO₂纳米光催化剂,并用XRD、FT-IR和PL等技术对样品的晶体结构和性能进行表征,优化了Yb-TiO₂纳米光催化剂配比(0.8%),并以玫瑰红B模拟废水进行探针反应,分别在紫外光和可见光照下评价其光催化性能。与未掺杂TiO₂纳米光催化剂进行对比,Yb-TiO₂纳米光催化剂对玫瑰红B溶液表现出更高的光催化降解性能,在紫外光(90 min)和可见光(180 min)下的脱色率分别达到99%和90%。     

溶胶-凝胶法制备二氧化钛及其光催化降解性能

以钛酸丁酯[Ti(OC₄H₉)₄]作为钛源,采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO₂)光催化剂。以甲基橙降解率为评价指标,检测无水乙醇、冰乙酸、蒸馏水与钛酸丁酯物质的量比、煅烧温度、煅烧时间等因素对TiO₂光催化降解性能的影响,以确定TiO₂优化制备工艺,并通过XRD、TEM进行表征。结果表明,TiO₂的优化制备工艺为:无水乙醇、冰乙酸、蒸馏水与钛酸丁酯物质的量比15∶3∶8∶1,煅烧温度550℃,煅烧时间3 h;在此工艺下制得的TiO₂为锐钛矿型,颗粒大小为10～25 nm,对甲基橙的降解率在3 h内可达79.7%,比工业TiO₂(P25)的降解率高9.9%。     

聚丙烯腈/醋酸纤维素/TiO2复合纳米纤维膜的制备及其光催化降解性能

为研究碱改性前后复合纳米纤维膜的光催化降解性能,首先利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/醋酸纤维素/二氧化钛(PAN/CA/TiO₂)复合纳米纤维膜,依次用0.05、0.10 mol/L的氢氧化钠溶液对其进行碱处理,制得聚丙烯腈/再生纤维素/二氧化钛(PAN/RC/TiO₂)复合纳米纤维膜,并应用于染料废水处理。借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪及接触角测量仪等手段表征了复合纳米纤维膜的结构与亲水性;同时研究了复合纳米纤维膜的力学与光催化降解性能。结果表明:经碱处理后,复合纳米纤维膜的静态接触角由125.30°减小到10.20°,亲水性能得到很大的改善;PAN/RC/TiO₂复合纳米纤维膜对亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达到91.2%,而空白对照样对MB溶液的降解率仅为10.1%,且重复使用3次后,复合纳米纤维膜对MB溶液的降解率仍达74.7%。     

TiO2纳米纤维的制备及其光催化降解染料性能

为了提高TiO₂光催化性能，采用电纺丝技术和煅烧工艺，以钛酸四丁酯(TBT)为钛源、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为高聚物模板，制备PVP/TBT复合纳米纤维膜，再经煅烧得到连续TiO₂纳米纤维。通过SEM、XRD、TG测试对材料的形貌、结构进行表征，并在紫外光的照射下，以亚甲基蓝为目标降解物，使用TiO₂纳米纤维为光催化剂进行降解实验。结果表明：在450℃下煅烧得到的TiO₂纳米纤维具有良好的光催化活性。在染料质量浓度为20 mg/L,染料与TiO₂纳米纤维质量比为1∶75的条件下，20 min时的降解率为93.31%,80 min的降解率为99.83%,效果显著。