Mo掺杂C_3N_4的制备及其光降解罗丹明B性能研究

该文以三聚氰胺和乙酰丙酮钼(C10H14MoO6)为前驱体,通过简单的热缩聚法成功地制备出钼(Mo)掺杂石墨氮化碳(g-C_3N_4)催化剂(Mo/g-C_3N_4)。采用X-射线衍射光谱(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)等分析手段对催化剂的结构和光学特性进行表征,并通过可见光催化降解罗丹明B(RhB)实验来研究催化剂的光催化性能。研究结果表明,当Mo掺杂量为0.2%时,Mo/g-C_3N_4呈现出最佳的光催化降解效果,其降解速率为57.6%,是g-C_3N_4的2.5倍。Mo金属的掺杂扩大了g-C_3N_4可见光吸收范围,提高光生电子-空穴的分离效率,有利于光催化活性的提升。该研究对实际中工业有机污染物的治理提供一定的理论指导意义。     

铁掺杂氮化碳的制备及其光催化性能研究

采用硫酸亚铁和三聚氰胺为前驱体制备了不同铁掺杂量的石墨型氮化碳材料(Fe/g-C3N4).采用X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电子扫描显微镜(SEM)等分析测试手段对制备的催化剂进行了表征.结果表明,铁掺杂改变了石墨型氮化碳(g-C3N4)的光学性质.通过可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的反应...     

两步热聚合法制备多孔氮化碳及其吸附性能

以三聚氰胺和氯化锂为原料,通过两步热聚合法制备了多孔氮化碳。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)等对所制备多孔氮化碳的性能进行了表征,通过氮吸附法对样品的比表面积及孔结构进行了测试分析。结果表明:所制备的多孔氮化碳为石墨相,其比表面积达到了86.7 m2/g,远高于简单热聚合法制备的块状石墨相氮化碳(g-C_3N_4)。对亚甲基蓝的吸附动力学研究表明,g-C_3N_4对水中亚甲基蓝的吸附满足准二级动力学模型,多孔g-C_3N_4的吸附速率和吸附量远高于块状g-C_3N_4。     

TNTAs／g-C3 N4的制备及光催化降解罗丹明B

采用水热法制备了二氧化钛纳米管(TNTAs),以尿素为前驱体采用煅烧法制备了g-C_3N_4,然后通过超声制备了TNTAs/g-C_3N_4复合物,并研究了复合物对罗丹明B(RhB)的光催化降解活性.结果表明:TNTAs与g-C_3N_4的复合,增强了对可见光的利用率,复合物中异质结的形成,有效抑制了催化剂中光生电子和空穴对的复合,TNTAs/g-C_3N_4复合物光催化降解RhB的性能得到了明显提高,其中TNTAs/g-C_3N_4-1∶2具有最高的光催化降解活性.     

木质素基石墨烯量子点的制备及其复合光催化剂的降解性能

以木质素为原料,采用磷酸辅助的一步水热法制备了木质素基石墨烯量子点(lignin-based graphene quantum dots,LGQDs),对其进行分析与表征,研究磷酸掺杂量对LGQDs性能的影响。将LGQDs与g-C_3N_4进行复合,构建了g-C_3N_4/LGQDs复合光催化剂,进一步评价了该复合光催化剂对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能。研究结果表明:LGQDs具有明亮的蓝色荧光和良好的水溶性,这主要与表面丰富的官能团和磷元素的掺杂有关;在不同的p H环境下,LGQDs具有不同的荧光强度,且不同磷酸掺杂量影响了LGQDs荧光强度的稳定性;g-C_3N_4/LGQDs复合光催化剂对MB具有良好的光催化降解能力,降解率可达96.5%,相较于纯g-C_3N_4增幅为154.6%.     

氮掺杂碳点/富氮类石墨型氮化碳复合光催化剂的制备及产氢性能研究

通过自下而上的方法,以g-C_3N_5为基质、柠檬酸为前驱体,制备了氮掺杂碳点(N-CDs)掺杂g-C_3N_5复合光催化剂.通过X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、N_2吸附-脱附等温线、紫外-可见光漫反射光谱及荧光光谱等对材料的组成、表面形貌和化学性能进行表征,以光分解水产氢实验研究了材料的光催化产氢性能.研究结果表明:0.125%N-CDs/g-C_3N_5复合光催化剂具有较多的活性位点,促进了光催化反应的电子传递过程,从而提高了材料的光催化产氢性能;N-CDs的掺杂提高了太阳光利用效率的同时进一步将电子-空穴对的高复合率降低,从而使光催化活性提高;在模拟可见光的光照射下,0.125%N-CDs/g-C_3N_5复合光催化剂的产氢量是g-C_3N_5的3.5倍.     

Fe2O3/g-C3N4光催化降解罗丹明B性能研究

为了改善g-C_3N_4比表面积低等缺点,通过高温热聚合法制备了三维(3D)多孔g-C_3N_4,并通过与Fe_2O_3复合得到Fe_2O_3/g-C_3N_4催化剂,提高其可见光响应.Fe_2O_3/g-C_3N_4在g-C_3N_4含量为900 mg、罗丹明B(Rhodamine B,RhB)浓度为20 mg·L~(–1)、H_2O_2为15 mmol时脱色速率最快,30 min可达到100%.同时Fe_2O_3/g-C_3N_4对其他有机物也表现出较好的降解性能,在30 min内对甲基橙(Methyl orange,MO)、四环素(Tetracycline,TC)的降解率分别达到80%和90%.通过活性基团捕获实验探究Fe_2O_3/g-C_3N_4的光催化降解机制,实验结果表明h+和·OH在Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化降解有机物过程中起到主要作用.     

复合催化剂NiS/g-C_3N_4的制备及光催化产氢性能

利用原位离子交换法制得复合催化剂Ni S/g-C_3N_4(g-C_3N_4为石墨相氮化碳),采用X射线衍射、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱和红外光谱对该催化剂的组成、形貌和光物理性能进行了表征.以廉价的有机染料如曙红Y(EY)、中性红(NR)为敏化剂,三乙醇胺(TEOA)为牺牲剂,构建了完全不含贵金属的光催化产氢体系,考察了NiS的量、敏化剂种类与浓度、牺牲剂的体积分数及体系pH值对产氢性能的影响.结果表明,Ni S的复合和敏化剂EY的引入可使得g-C_3N_4的产氢性能显著提高.结合g-C_3N_4和Ni S/g-C_3N_4的荧光光谱性能,初步推测了该体系的产氢机理.     

热缩聚法制备g-C3N4/TiO2催化剂对甲基橙降解性能研究

本文基于g-C_3N_4以及TiO_2等材料的结构特点,采用热缩聚法对TiO_2与尿素高温缩聚制备的g-C_3N_4进行处理,通过傅里叶红外变换光谱(FI-IR)对光催化剂的各元素化学键结状态进行了表征。以甲基橙染料(MO)为污染物模拟废水,研究考察不同催化剂在可见光区域下对目标降解物的降解效果。研究结果表明:将相同质量的g-C_3N_4和TiO_2,用锡纸包裹密封,500℃焙烧2小时,制备得到的g-C_3N_4/TiO_2催化剂在可见光下对甲基橙的降解度高达82%,对废水处理效果较好,适宜推广。     

掺铟TiO_2/蒙脱土复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以TiCl4为前驱物,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD),制备纳米级In/TiO2/MMT复合光催化剂,采用XRD,TEM,XRF、紫外漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征,TiO2以锐钛矿型存在,催化剂粒径在13～18nm之间.以亚甲基蓝溶液的脱色降解为反应模型,对催化活性进行了评价,当In掺杂量为2%(质量百分数),煅烧温度为700℃时,In/TiO2/MMT复合光催化剂的催化活性最好,亚甲基蓝降解率达99.2%,总有机碳(TOC)的去除率为63.9%.     

BiOBr/g-C_3N_4纳米薄片复合光催化剂的制备及性能

用化学剥离法处理石墨相氮化碳制得纳米薄片,在超声条件下与BiOBr复合制备得到BiOBr/g-C_3N_4(CNBi)复合光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)等测试手段对该光催化剂进行了表征和分析;以甲基橙为模拟污染物,评价样品的可见光(λ420nm)催化性能.XRD和TEM结果显示,经浓硫酸处理后g-C_3N_4被剥离为纳米薄片,并且与BiOBr成功复合形成纳米异质结.UV-vis结果显示,CNBi样品的吸收边为425nm(禁带宽度约为2.93eV),介于BiOBr和g-C_3N_4纳米薄片之间.光催化试验结果表明,与单纯的BiOBr和g-C_3N_4纳米薄片相比,CNBi复合光催化剂具有更高的催化活性,BiOBr含量为30%的催化剂在2h内对甲基橙的降解效率接近100%.     

Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化降解罗丹明B

为了使g-C_3N_4光生电子和空穴容易复合,改善可见光响应低等缺点,该实验中采用溶胶-凝胶法将g-C_3N_4和α-Fe_2O_3进行复合形成g-C_3N_4异质结光催化剂,再采用光沉积法将Ag沉积在α-Fe_2O_3/g-C_3N_4上,构建Z型机制Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4催化剂材料,改善光生电荷的分离和传输能力及可见光响应,进一步增强其光催化降解污染物活性.最后通过XRD、FT-IR、XPS、SEM、TEM、紫外-可见漫反射光谱表征光催化剂结构和性能,并以染料罗丹明B溶液模拟废水,研究催化剂的降解动力学特性,通过活性基团捕获实验探究光催化机制.实验结果表明:(1)α-Fe_2O_3和g-C_3N_4复合形成异质结,当α-Fe_2O_3负载量为3%时,α-Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化性能比纯的g-C_3N_4有了明显的提高,光催化性能降解罗丹明B达到79%.(2)Ag负载在α-Fe_2O_3/g-C_3N_4,当Ag的负载量为3%时,在可见光下3.5 h能够对罗丹明B达到95%以上的降解.(3)Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4增强的光催化剂性归因于α-Fe_2O_3和g-C_3N_4形成异质结以及Ag加入后形成Z型异质结结构.     

g-C_3N_4/TiO_2@Ag复合材料的制备及可见光催化性能研究

以g-C_3N_4和表面沉积Ag的TiO_2微球为原料,超声混合制备了g-C_3N_4/TiO_2@Ag复合材料.采用FT-IR,XRD,XPS,SEM,DRS,UV-Vis和PL等表征手段对材料的结构、形貌及光学性能进行了表征,在可见光照射下测试了其对亚甲基蓝溶液(MB)的光催化活性.结果表明,该复合材料分离光生电子与空穴效率高,对MB的光降解率为97.4%,高于TiO_2@Ag(65.5%)和g-C_3N_4/TiO_2(89.7%)的降解率.     

g-C_3N_4/RGO/AgI复合光催化剂的制备及性能研究

采用热聚合法制备石墨相氮化碳(g-C_3N_4),超声法制备还原氧化石墨烯/石墨相氮化碳(RGO/g-C_3N_4)二元复合光催化剂,再利用共沉淀法在二元复合光催化剂RGO/g-C_3N_4表面负载AgI,制得g-C_3N_4/RGO/AgI复合光催化剂。运用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis和FTIR等手段对材料进行表征,以罗丹明B(Rh B)作为目标物,用g-C_3N_4/RGO/AgI进行光催化降解实验。结果表明:光照210min后,g-C_3N_4/RGO/AgI光催化剂对Rh B的降解率为96. 52%。相同条件下,RGO/g-C_3N_4和gC_3N_4/AgI对RhB的降解率分别为58. 28%和73. 80%。g-C_3N_4/RGO/AgI复合光催化剂具有优异的光催化性能。     

乙醇辅助制备碳掺杂g-C_3N_4及增强可见光催化去除NO性能研究

【目的】以无水乙醇和尿素为原料,通过一步热聚合法制备得具有特殊物化性能的碳掺杂g-C_3N_4光催化剂。【方法】通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)、N2吸附等手段对样品进行了表征分析。【结果】碳掺杂g-C_3N_4样品的可见光催化活性明显高于未改进g-C_3N_4,也高于用去离子水辅助改进的g-C_3N_4样品。【结论】可见光催化活性增强的原因可以归因于光吸收能力增强、比表面积和孔容增大和光生载流子复合率减小等因素的协同作用。提供了一种简易和环境友好的方法制备高活性有机光催化剂的新思路,为环境污染净化提供了一种高效降解的新材料。     

环境光催化剂改性及应用研究进展

碳酸氧铋和石墨型碳化氮(g-C_3N_4)作为近年报道的新型光催化材料受到研究者的广泛关注,介绍了碳酸氧铋和g-C_3N_4两种光催化剂的制备及改性方法;归纳了非金属元素掺杂碳酸氧铋、碳酸氧铋复合光催化剂、金属表面沉积碳酸氧铋材料的研究;总结了近年g-C_3N_4形貌调控,g-C_3N_4复合光催化剂,g-C_3N_4掺杂改性的研究;阐述了碳酸氧铋和g-C_3N_4光催化材料的发展趋势。     

Y_2O_3-Bi_2O_3复合材料的制备及光催化性能

以硝酸钇和硝酸铋为原料制备稀土掺杂的Y2O3-Bi2O3复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)光谱对样品的形貌及光吸收性能进行了表征。并以亚甲基蓝和甲基橙为模拟化合物,进行了材料的光催化活性研究。实验结果表明,煅烧温度和材料组成比例对光催化性能有一定影响,煅烧温度为400℃,组成为n(Y):n(Bi)=1:10条件下制备的材料光催化效果最佳,当催化剂浓度为250 mg/L,光催化反应90 min时,10 mg/L亚甲基蓝和甲基橙溶液的脱色率都可以达到90%以上。     

Bi_(12)O_(15)Cl_6/g-C_3N_4异质结的制备及其光催化性能

采用湿式浸渍法制备了Bi_(12)O_(15)Cl_6/g-C_3N_4二元Ⅱ型异质结光催化剂,通过XRD、SEM和紫外-可见漫反射光谱表征来测试样品的晶体结构、形貌和光吸收等光化学性质。以四环素为目标污染物,在可见光下研究了掺杂比、投加量和溶液初始质量浓度对Bi_(12)O_(15)Cl_6/g-C_3N_4的光催化降解性能的影响。结果显示,当掺杂比为50%、投加量为1.6 g/L、溶液初始质量浓度为10 mg/L时,在可见光照射150 min内,四环素的去除率为96.43%.最后通过自由基捕获实验验证在光催化作用过程中起主要作用的自由基团是h~+和·O~-_2.     

以SiO_2为模板制备高比表面积g-C_3N_4光催化剂

比表面积大小是限制普通块状g-C_3N_4(Bulk-C_3N_4)光催化性能的重要因素,以三聚氰胺为原料,SiO_2纳米粒子为嵌入剂,采用一种简便的方法制备出一种具有纳米片结构的高比表面积g-C_3N_4(HA-C_3N_4).同时使用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、氮气吸脱附(BET)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-vis)和荧光光谱(PL)等表征手段分析了所制备材料的结构、形貌特征、比表面积和光学性质.结果表明:所制备的HA-C_3N_4具备纳米薄片结构,其比表面积相比于Bulk-C_3N_4由原来的7.1 m~2/g提升到了97.3 m2/g.以罗丹明B(Rh B)的降解评价了HA-C_3N_4的光催化性能,结果表明:当m(SiO_2)∶m(三聚氰胺)=3∶7时,HA-C_3N-4具有最好的光催化活性,反应速率常数k达到0.055 9 min~(-1),是Bulk-C_3N_4的6倍.     

Ni/Fe-C_3N_4/Ag复合材料的制备及其光催化性能研究

以三聚氰胺、硝酸铁和硝酸镍为原料,一锅法制备了较高比表面积Ni/Fe-C_3N_4,用光照还原法在其表面原位沉积Ag,制得Ni/Fe-C_3N_4/Ag复合材料,并以甲基橙溶液作为目标污染物进行光催化实验.实验发现,与单一的g-C_3N_4相比,在掺杂Ni/Fe及原位负载银后,光催化性能明显提高,且Ni/Fe-C_3N_4/Ag的光催化效果最优.结果表明,Ni/Fe掺杂和纳米Ag沉积的协同作用,增强了Ni/Fe-C_3N_4/Ag的光吸收能力,促进了光生电子和空穴的有效分离,有效提高了复合材料的光催化性能.