超薄g-C3N4吸附性能的研究

吸附法具有操作简便、高效、吸附剂可再生等优点,被普遍认为是去除工业染料的最有效方法之一.以三聚氰胺为前驱体,采用热聚合法,制备了块体g-C3N4,并使用热剥离法对其进行剥离,得到一次剥离g-C3N4和二次剥离g-C3N4产物.通过TEM、AFM、XRD、DRS、BET对其形貌、组成和结构进行了表征,同时探索了温度、pH...     

Morphology of α-Si3N4 in Fe–Si3N4 prepared via flash combustion

The state and formation mechanism ofα-Si3N4 in Fe–Si3N4 prepared by flash combustion were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The results indicate thatα-Si3N4 crystals exist only in the Fe–Si3N4 dense areas. When FeSi75 particles react with N2, which generates substantial heat, a large number of Si solid particles evaporate. The prod-uct between Si gas and N2 is a mixture ofα-Si3N4 andβ-Si3N4. At the later stage of the flash combustion process,α-Si3N4 crystals dissolve and reprecipitate asβ-Si3N4 and theβ-Si3N4 crystals grow outward from the dense areas in the product pool. As the temperature decreases, the α-Si3N4 crystals cool before transforming into β-Si3N4 crystals in the dense areas of Fe–Si3N4. The phase composition of flash-combustion-synthesized Fe–Si3N4 is controllable through manipulation of the gas-phase reaction in the early stage and theα→βtrans-formation in the later stage.     

C/N自掺杂提高g-C3N4光响应的理论研究

依托半导体的光催化性能对环境中的污染物进行降解是解决环境污染的一种有效途径.类石墨烯相C_3N_4(g-C_3N_4)具有稳定的化学性能和独特的电子结构,在光催化领域展现出巨大的应用潜力.采用第一性原理,本文对不同比例的C/N自掺杂g-C_3N_4的晶体结构和电子结构进行了探究.通过不同掺杂位形成能的比较,探究了单原子替位掺杂和多原子表面转移掺杂的最优化结构.通过电子结构的比较发现:C原子自掺杂较N原子自掺杂形成能更低,易于在实验中实现;随N掺杂比例的增加, g-C_3N_4的吸收光谱向红外移动; C掺杂比例为1/12时对可见光的响应最强.该理论结果除获得掺杂的微观机理解释,亦利于对后续实验的合成提供理论依据和指导.     

g-C3N4@N-TNA制备及其光催化降解双酚A应用

采用电刻蚀-气氛煅烧-浸渍-煅烧法成功制备出g-C3 N4负载N掺杂T iO2纳米管阵列(g-C3 N4@N-TNA)光催化剂,对其进行了X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射、X射线光电子能谱(XPS)、光电分析系统测试表征,并对双酚A(BPA)进行了光降解实验.结果发现,...     

Fe3+/g-C3N4改性环氧树脂复合材料的制备及性能

为改善环氧树脂的力学性能,将Fe3+修饰的氮化碳(Fe3+/g-C3N4)引入到吲哚基环氧树脂网络中,以FeCl3和三聚氰胺为前驱体制备了 Fe3+/g-C3N4.利用X射线衍射仪、红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电镜、扫描电镜对材料的形貌和结构进行了表征,通过拉伸试验测试了环氧树脂复合材料的机械性能,同时对复合材...     

Fe2O3/g-C3N4光催化降解罗丹明B性能研究

为了改善g-C3N4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-C3N4,并通过与Fe2O3复合得到Fe2O3/g-C3N4催化剂,提高其可见光响应.Fe2O3/g-C3N4在g-C3N4含量为900 mg、罗丹明B(Rhodamine B,RhB)浓度为20 mg·L–1、H2O2为15 mmol时脱...     

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.     

g-C3N4@Ag的光催化性能及原位热动力学研究

采用硼氢化钠作还原剂将吸附于石墨相氮化碳(g-C₃N₄)表面的硝酸银还原成纳米银(Ag)颗粒,通过调控在氮化碳上原位沉积时硝酸银的用量,制备了不同Ag负载量的g-C₃N₄@Ag复合催化剂.使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察、X射线粉末衍射(XRD)分析、N₂吸附-脱附等温曲线(BET)分析、X射线光电子能谱(XPS)分析等方法对制备的材料进行了表征.由紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析和光微量热-荧光光谱联用分析研究了复合催化剂对罗丹明B降解的原位热动力学性质.结果表明:当Ag纳米颗粒的质量分数为4%时其降解罗丹明B的反应速率常数为1.55×10-2 min-1,其催化性能是未修饰g-C₃N₄的1.9倍;在光密度为10、20、32 W/m2条件下,反应均在120 s左右达到表观吸热最大值,随后放热,最终恒定放热速率依次为7.293×10-8、1.316×10-7和1.162×10-7 mJ/s.文中的研究结果对研究光催化原位过程的热力学、动力学及光谱性质具有重要意义和潜在应用价值.     

CsxWO3/g-C3N4 异质结复合材料电化学分析检测对硝基酚

利用g-C3N4与CsxWO3形成异质结作为电极修饰材料,构建了g-C3N4/ CsxWO3电化学传感器,用于对硝基酚的灵敏高效的快速检测.通过差分脉冲伏安法对该修饰电极检测对硝基酚进行电化学研究.研究结果表明,该电化学分析方法对检测对硝基酚表现出较高的灵敏度,在0.2～50 μmol·L－1的浓度范围内呈良好的线性关系,检测限约为0.067 μmol·L－1,具有较宽的线性范围和较低的检测限,良好的稳定性、重现性和抗干扰能力,可用于实际水样中对硝基酚的测定.     

g-C3N4/TiO2复合光催化剂制备及其第一性原理计算

为了提高二氧化钛（TiO2）在可见光范围下的光催化活性,采用三聚氰胺与商用TiO2高温复合制备出高效的g-C3N4/TiO2复合型光催化剂。通过单因素实验研究三聚氰胺与TiO2的质量配比、煅烧温度和煅烧时间对g-C3N4/TiO2光催化活性的影响。在单因素控制变量法下设计正交实验确定其最佳制备工艺为：三聚氰胺和纳米TiO2 的质量配合比为3.5:1,煅烧温度为580 ℃,煅烧时间为3.5 h,在该工艺条件下得到的g-C3N4/TiO2复合光催化剂对一氧化氮（NO）的降解效率高达74.77%。然后基于第一性原理从原子尺度出发计算复合体系的能带结构和差分电荷密度,分析其光催化活性增强机理。计算结果发现两个表面之间会形成一个内极电场,延长了光生电子和空穴的寿命,导致光催化活性增强。     

g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的制备及光催化性能研究

采用碾磨-焙烧法制备得到了g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂.利用XRD、SEM、FT-IR、XPS、DRS及PL对所得样品进行了表征.以甲基橙溶液为模拟有机污染物,考察了g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的可见光催化性能.结果表明,复合结构的g-C3N4/Bi2O3催化剂光谱响应范围拓宽至可见光区域,且g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的催化性能均明显优于单组分.其中,50 wt% g-C3N4/Bi2O3复合物对甲基橙可见光降解性能最佳.催化活性提升的主要原因是复合结构的形成有效促进了光生电子与空穴对的分离.此外,活性物种捕获实验结果表明,光生空穴(h＋)及超氧自由基(·O)为该光催化反应过程中的主要活性物种.     

Ag纳米晶对La2O3/g-C3N4催化剂光催化性能影响

使用简单光还原方法将Ag纳米晶与La_2O_3/g-C_3N_4光催化剂复合.使用XRD、FESEM、TEM、FTIR、XPS、PL和DRS等技术表征光催化剂的表面特性和光电化学性质.通过Ag-La_2O_3/g-C_3N_4在氙灯照射下降解盐酸四环素的实验,考察了Ag纳米晶的引入对催化剂光催化性能的影响.研究表明,Ag-La_2O_3/g-C_3N_4复合光催化剂对盐酸四环素的光催化降解率达到92.32%.这一反应过程可分为高浓度和低浓度阶段,分别遵循零级和一级动力学模型.通过进一步推测,指出空穴、电子衍生的超氧自由基和羟基自由基是降解盐酸四环素的重要活性物质.Ag纳米晶的表面等离子共振(SPR)效应和电子聚集能力促进活性物质生成.     

g-C3N4–P25有机-无机复合物制备及可见光诱导光催化转化CO2性能研究

通过简单混合和热处理方法合成了不同g-C3N4含量的g-C3N4–P25有机—无机复合物。通过XRD、HRTEM、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱、XPS光谱和比表面测试对复合光催化剂进行表征。测试结果表明在可见光照射下,含60%或80% g-C3N4的g-C3N4–P25复合光催化剂的光催化还原CO2的活性高于单相的g-C3N4或P25。合成的有机—无机复合物具有高的光催化活性是由于提高了半导体界面和内部电子–空穴对的分离。     

磁性g-C3N4-Fe3O4复合纳米材料的制备及其光催化降解水中3种喹诺酮类抗生素的研究

以三聚氰胺和铁盐为原料制备磁性g-C₃N₄-Fe₃O₄复合纳米材料, 并探究不同反应条件对其光催化降解3 种喹诺酮类抗生素(洛美沙星LOM、氧氟沙星OLF和环丙沙星CIP)的影响。光催化反应的优化条件如下: 抗生素初始浓度为3.0 mg/L, g-C₃N₄-Fe₃O₄复合纳米材料初始剂量为 0.60 g/L, 温度为25℃, pH=7。在优化条件下, 洛美沙星、氧氟沙星和环丙沙星光照100分钟的降解率分别为83.6%, 60.9%和99.0%。XRD 和UV-vis分析表明, 石墨相g-C₃N₄与 磁性Fe₃O₄之间存在强烈的相互作用, 导致生成更多光生电子–空穴对, 增强复合纳米材料的光催化活性。重复循环利用5次后, 磁性g-C₃N₄-Fe₃O₄复合纳米材料的回收率大于90%, 光催化降解效率保持在60%以上。     

Au/g-C3N4复合微粒的制备及光催化还原对硝基苯酚

为了解决光生电子-空穴因分离难而对g-C_3N_4光催化活性造成影响的问题,采用原位法制备了Au/g-C_3N_4复合微粒,利用TEM,SEM,XRD,XPS和FTIR等测试方法对复合微粒的形貌、微观结构和组成进行表征,通过UV-vis DRS,PL和EIS等方法分析了复合微粒的光电性能,并以对硝基苯酚还原反应为模型,考察了Au/g-C_3N_4复合微粒的可见光催化性能。结果表明:g-C_3N_4为片层堆积结构的六方相晶体,片层间的纳米金为面心立方晶型;纳米金的引入显著提高了g-C_3N_4基体对可见光的吸收及其光生电子-空穴对的分离效率;当金含量为0.5%(质量分数)、氯金酸钠与柠檬酸钠物质的量比为1∶3时,光催化剂的活性最高。所制备的复合催化剂可见光响应性强,催化活性较纯g-C_3N_4明显提高,为合成g-C_3N_4基高效光催化剂提供了理论依据。     

EB/g-C3N4/Fe3O4复合光催化剂的制备及其在铬污染土壤中的应用

采用水热法将g-C3 N4和Fe3 O4负载在剥离膨润土(EB)载体上,制备出具有光催化活性的EB/g-C3 N4/Fe3 O4磁性复合材料,进一步将其用于还原土壤中的高价态铬离子,考察了不同土壤pH值、土壤初始Cr(Ⅵ)含量、催化剂剂量等因素对土壤中Cr(Ⅵ)光还原率的影响.实验结果表明:在500 g Cr(Ⅵ)含量...