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%。     

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)。     

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。     

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。     

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%。     

g-C_3N_4-CdS异质结的合成及其光催化性能研究

以尿素为前驱体,550℃热聚合反应5 h,制备了块状g-C_3N_4。然后将块状g-C_3N_4超声剥离得到片状g-C_3N_4,在g-C_3N_4纳米片上原位生长Cd S(直径约130 nm),从而制备了g-C_3N_4-Cd S异质结。g-C_3N_4-Cd S异质结的吸收边约505 nm处,与g-C_3N_4(约460 nm)相比具有明显的红移,可吸收更多的可见光。此外,g-C_3N_4-Cd S异质结可降解99%的罗丹明B,具有较高的光催化活性。     

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/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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

g-C_3N_4的制备及可见光催化性能研究

将尿素和三聚氰胺的混合物置于马弗炉煅烧,制得了产率较高的g-C3N4。用XRD、TEM、BET、FT-IR、UV-Vis、PL、TG-DSC等对样品进行了表征,以亚甲基蓝为目标化合物,LED灯为光源,评价了其可见光催化活性。结果表明,当煅烧温度为520℃,尿素含量为60%后,制备的g-C3N4呈片状结构,比表面积达到40.63m2/g,在12 W的LED灯照射下2h对15mg/L的亚甲基蓝降解率达到91.1%。     

Co_3O_4/g-C_3N_4复合材料的制备及光催化降解甲基橙

采用水热、煅烧制备Co_3O_4/g-C_3N_4复合催化剂。用IR、XRD、TEM、UV-Vis、电化学对复合材料分析结果表明,Co_3O_4均匀地附着在g-C_3N_4的表面,形成异质结。阻抗曲线表面异质结能够促进空穴和光生电子的转移和分离。在可见光照射下,当15%Co_3O_4/g-C_3N_4复合材料做为光催化剂,其光催化降解甲基橙的降解率可达90%,并拟合符合动力学一级方程,多次循环利用性能几乎不变。     

Fe掺杂g-C3 N4/MoS2复合材料的制备及其光催化性能的研究

利用高温煅烧和水热法以三聚氰胺、钼酸铵和硫脲为原材料制备纳米g-C3 N4(GCN)、MoS2及二元负载g-C3 N4/MoS2(GCN/MoS2)层状材料和Fe掺杂GCN/MoS2的三元(Fe/GCNM)杂化结构的材料.通过SEM、TEM、FT-IR和DRS等表征手段分别对制备的纳米材料的形貌和尺寸、结构进行分析.以...     

碳氯共掺杂介孔g-C_(3)N_(4)的气泡模板法制备及光催化性能EI北大核心CSCD

以三聚氰胺、葡萄糖和氯化铵为原料制备一种具有高比表面积的碳氯共掺杂介孔g-C_(3)N_(4)(C-Cl-CN)光催化剂,并考察其光催化降解罗丹明B(RhB)的性能。采用XRD,XPS,SEM,UV-Vis DRS和PL测试手段表征和分析催化剂的晶型结构、化学组成及微观形貌。结果表明:C-Cl-CN具有最高的比表面积(108.7 m 2/g),降解RhB的速率常数达到0.02290 min^(-1),是纯g-C_(3)N_(4)的9.4倍,且具有良好的催化稳定性。葡萄糖和氯化铵在聚合过程中起到双气泡模板和元素掺杂剂的作用,一方面提升催化剂的比表面积,另一方面减小能带间隙,增强催化剂的光吸收性能。     

零维/二维Bi_2S_3/g-C_3N_4异质结的原位构建及光催化性能

采用简单的一步溶剂热法,以硝酸铋为铋源,硫代硫酸钠为硫源,将Bi_2S_3纳米粒子原位修饰在g-C_3N_4纳米片上,成功制备了零维/二维Bi_2S_3/g-C_3N_4异质结。利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis、荧光光谱以及电化学分析方法等手段对所制备的光催化材料进行了表征。在可见光照射下,以罗丹明B(RhB)为模型污染物,研究其光催化降解效率。结果表明,Bi_2S_3以纳米颗粒的形式分散于g-C_3N_4纳米片上,形成了零维/二维异质结结构,拓宽了g-C_3N_4在可见光区的吸收,降低了电子-空穴对的复合概率;与纯g-C_3N_4相比,Bi_2S_3/g-C_3N_4异质结表现出更高的光催化效率。同时,Bi_2S_3/g-C_3N_4催化剂具有良好的光催化稳定性,经过5次循环后其光催化活性基本稳定。     

La、Fe共掺杂TiO_2/活性炭纤维的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,以硝酸镧和钛酸丁酯为原料,选取活性炭纤维作为载体,制备了La、Fe共掺杂TiO2/ACF复合材料,通过紫外灯照射,对甲醛气体进行光催化降解,考察材料的光催化活性。结果表明,适宜的La、Fe掺杂量能够提高TiO2/活性炭纤维的光催化活性。当La的掺杂量为0.5%(摩尔分数),Fe的掺杂量为0.5%(摩尔分数),焙烧温度为350℃时,La、Fe共掺杂TiO2/ACF光催化性能最佳,反应2h甲醛降解率达到98.9%。     

Fe掺杂纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

以醋酸锌和Fe(NO)_3·9H_2O为原料,采用水热法制备了Fe掺杂的纳米ZnO。利用XRD、SEM等方法对所制得的样品的结构及形貌进行表征,以亚甲基蓝为模拟染料废水,分别考察了反应温度、pH、掺杂比例、催化剂用量和亚甲基蓝pH对其光催化性能的影响。结果表明,在反应温度为150℃,Fe/Zn掺杂比为0.05,pH为11时,催化剂光催化性能较优;催化剂投加量为1.00g/L,亚甲基蓝废水pH为11时,亚甲基蓝的降解率达到93%。Fe~(3+)掺杂到ZnO晶格中。