碳纳米管@球形氮化碳核壳结构光催化剂的构筑及其性能

以二氰二胺和三聚氯氰为原料,以碳纳米管 (CNT)为核,采用溶剂热法成功制备了一系列不同CNT质量的可见光响应的碳纳米管@球形氮化碳 (CNT@CNMS) 核壳结构催化剂。采用X射线衍射光谱（XRD）、傅里叶变换红外（FT-IR）、透射电子显微镜（TEM）、紫外可见光谱(UV-vis)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学阻抗（EIS）和光致发光光谱（PL）等分析方法对催化剂进行了表征。通过电化学表征计算出CNMS的价带与导带位置。结果表明,CNMS均匀的生长到管状CNT表面,形成CNT@CNMS核壳结构;制备的CNT@CNMS核壳催化剂比表面积增大,且可见光吸收性能明显增强。光催化性能试验表明,当CNT质量为20 mg时,制备的催化剂性能最高,反应120 min,4 - 硝基苯酚的降解率高达54.44%,其降解效果明显高于CNMS。该研究对于采用溶剂热法制备核壳结构基氮化碳催化剂治理油田废水中酚类污染物提供了理论基础。     

增强π共轭结构的电子密度和面内电荷输运促进g-C3N4的光催化析氢(英文)

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)已成为一种新兴的无金属光催化剂并引起了研究人员的关注.然而,通过传统热缩聚得到的纯g-C₃N₄(PCN)的庚烷环链聚合度低,含有大量的电荷重组中心,阻碍了平面内的电荷传输,导致光催化性能不理想.本文采用一水合草酸铵热处理PCN制备了高分散的多孔g-C₃N₄纳米片(CN-A),并在不引入杂原子的情况下,成功地提高了其平面内庚烷环链的完整度.电子顺磁共振和¹³C核磁共振分析表明,π共轭结构的电子密度和离域效应显著提高.所制备的样品表现出优异的稳定性和光催化活性,在无助催化剂Pt和有助催化剂Pt下的氢气还原速率分别是PCN的11.2倍和5.3倍.