h-BNNS的掺杂改性及其光催化性能

为了发挥纳米贵金属与聚合物基体的协同光催化作用,采用RGO对六方氮化硼纳米片(h-BNNS)进行C元素、O元素掺杂,得到多孔掺杂氮化硼材料(BCNO),通过水热法将银纳米粒子(Ag NPs)负载在BCNO基体上制备BCNO/Ag复合材料,并对复合材料的组成、微观结构和光催化性能进行表征,以CO₂光催化还原为反应模型测试BCNO/Ag复合材料的光催化性能。结果表明：经过非金属掺杂改性后的氮化硼仍然具有稳定的多晶结构;负载Ag NPs后,Ag NPs的等离子共振效应不仅显著增强了BCNO基体对紫外-可见光的吸收能力,而且提高了光生载流子的分离效率;复合材料制备过程中,当银的加入量为3.0%、复合样品焙烧温度为130 ℃时,得到的复合材料具有最佳的光催化性能,CO₂还原成CO的转化率为4.68 μmol/(g·h)。因此,通过掺杂改性后的h-BNNS能够更好地稳定负载纳米贵金属,充分发挥纳米银与BCNO两者的协同光催化性能,为有机-无机纳米光催化剂的有效复合及性能研究提供理论基础。     

Ag/h-BNNS/PVP复合纤维膜光催化CO2还原性能研究

为了改善纳米贵金属材料的光催化性能,以三聚氰胺和硼酸为原料,采用前驱体高温热解制备高比表面积的氮化硼纳米片(h-BNNS),将其真空浸渍AgNO₃后加入到聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纺丝液中,通过静电纺丝得到Ag/h-BNNS/PVP复合纤维膜,并对复合纤维膜的组成、微观结构和光电热等性能进行表征,以CO₂的还原反应为模型探究测试复合纤维膜的光催化剂性能。结果表明：银纳米颗粒(Ag NPs)均匀分散于复合纤维的表面,平均粒径小于10 nm;纳米Ag等离子共振效应显著提高了复合物纤维膜对可见光的吸收和电子-空穴对的分离效率,Ag NPs的引入提高了膜材料的热稳定性;制备工艺中的焙烧温度为250 ℃,Ag NPs的含量为1.0%时,复合纤维膜的光催化活性最佳（CO产率为300 μmol/(g·h））;Ag/h-BNNS/PVP复合膜经过10次循环使用后,光照8 h的CO产率不低于500 μmol/g。通过掺杂Ag NPs改性h-BNNS,并将Ag/h-BNNS复合微粒负载于PVP纤维中可制备高效多孔复合膜催化剂,为氮化硼基催化剂的研究提供了理论参考。     

碳掺杂pg-C3N4的制备及其光催化性能研究

为了提高单一半导体材料的光催化活性,采用水热法制备高比表面积的多孔石墨相氮化碳(pg-C₃N₄),通过碳掺杂和金纳米粒子(AuNPs)负载对pg-C₃N₄进行改性得到Au/pg-C@C₃N₄复合纳米材料,并对复合材料的组成、微观结构和性能进行表征。结果显示,碳元素的引入并未破坏pg-C₃N₄原有的片层结构,但明显提高了pg-C₃N₄的比表面积（高达158.2 m²/g）;AuNPs引入基体后,AuNPs的等离子共振效应可显著提高基体对可见光的吸收和光生电子-空穴的分离效率;当AuNPs含量为0.5%（质量分数）时,复合纳米材料具有最佳的光催化性能（表观反应速率常数k=0.078 4 s^-1）。因此,通过碳掺杂和纳米Au负载改性pg-C₃N₄可制备高活性复合光催化剂,为今后进一步提高氮化碳基催化剂的催化活性提供了理论基础。