木棉纤维改性氮化碳光催化降解有机污染物

采用一步热解法制备了木棉纤维(KF)改性的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)催化剂,并考察了催化剂光催化降解有机污染物的性能。采用XRD、UV-Vis DRS、FT-IR、TEM、XPS、N₂吸附-脱附、PL表征对催化剂进行了结构、形貌、光学性能测试。结果表明,KF改性可以提高催化剂的比表面积,更大的比表面积可以提供更多的活性位点来参与光催化降解过程。UV-Vis DRS结果表明KF改性可以缩小催化剂的禁带宽度,提高催化剂对光能的吸收。在可见光下,KF改性的g-C₃N₄基催化剂对苯酚降解速率常数为0.259 h^-1,是纯g-C₃N₄的4.2倍,且具有优异的催化稳定性和结构稳定性。     

硫酸根对聚合氮化碳光催化活性的影响

在pH=1条件下分别加入硫酸根、硝酸根、磷酸根对三聚氰胺进行处理,采用高温煅烧法制备了一系列聚合氮化碳材料,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等分析手段对样品进行了表征。以罗丹明B（RhB）为污染物,探究了在可见光下聚合氮化碳对RhB的光催化降解性能、稳定性以及降解机理。加入0.12 mol硫酸根处理的聚合氮化碳（CN-0.04SO₄^2-）在45 min内对RhB的降解率为99.1%,其伪一级动力学常数是未加硫酸根的23.0倍,硫酸根能有效地增强聚合氮化碳的光催化活性。CN-0.04SO₄^2-经过3次循环实验对RhB的降解率略有下降,说明其具有良好的稳定性。活性物种捕获实验表明,影响光催化降解RhB的主要活性物种是·O₂^-和·OH。     

氨基修饰片状氮化碳的制备及光催化性能

石墨相氮化碳是一种低成本易获得的可见光响应光催化剂,但由于比表面积小、光生载流子易复合等缺点限制了其应用。为克服传统氮化碳的缺陷,本实验以尿素和三聚氰胺为原料,通过水热预处理改性前体,再用高温煅烧法成功制备出氨基修饰片状氮化碳光催化材料。并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）等手段对样品的晶格结构和形貌特征等进行表征。结果表明,成功引入氨基基团的片状氮化碳,比表面积增加且光生载流子复合率显著降低。以罗丹明B和壬基酚溶液的光降解考察材料光催化性能,发现氨基修饰片状氮化碳对其去除率分别为80.69%和50.7%,分别是传统块状氮化碳的2.45倍和2.19倍,是未修饰片状氮化碳的1.26倍和1.21倍。且氨基修饰片状氮化碳材料重复使用5次后仍具有较高光催化活性,光催化性能显著提高。     

铁矿增强石墨相氮化碳光催化降解四环素性能及机理研究

为提高纯氮化碳的光催化性能,增强其在处理污水中抗生素的应用,采用水热一步合成法成功合成了CN/FeS₂、CN/Fe₂O₃、Fe₂O₃/FeS₂复合材料。XRD、FT-IR分析结果表明,复合材料被成功制备。阐述了Z型异质结CN/FeS₂中CN和FeS₂之间的电子传输方式。ESR测试结果表明,超氧自由基为催化过程中的主要活性物种,其中CN/FeS₂降解四环素效率高达97%,经过6次降解循环后效率降低11%。该研究为光催化合成、设计和净化污染物开辟了新途径。     

石墨相氮化碳基光催化制氢材料研究进展

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有独特的电子能带结构和优异的化学稳定性,作为一种不含金属成分的新型可见光催化剂,在光催化领域有着广泛的应用前景。本文主要介绍了石墨相氮化碳材料的合成方法及其改性策略,描述了其结构特性以及在光催化制氢中的应用,为丰富光催化制氢理论研究和优化石墨相氮化碳材料改性路径提供了有益参考。     

甲酸铵处理对氮化碳光催化性能的影响

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为环境友好型材料在半导体光催化领域广受关注,然而未经改性的g-C₃N₄光吸收范围窄,仅能对太阳光谱中蓝紫光区响应,同时比表面积小,且光生载流子分离及迁移速率慢,导致光催化性能不佳。本文以g-C₃N₄为研究对象,将甲酸铵(NH₄HCO₂)和硫脲(CH₄N₂S)按不同比例混合,在马弗炉中520℃下高温煅烧(升温4 h保温2 h),制得C元素掺杂的石墨相氮化碳。g-C₃N₄中掺杂C元素可提高光吸收能力、调整电荷密度、促进光生载流子解离,从而显著提高其光催化效率。通过降解模拟污染物罗丹明B(RhB)发现,当n(CH₄N₂S)∶n(NH₄HCO₂)=1∶0.04时表现出最好的光催化活性,其对罗丹明B的降解效率几乎能达到1...     

氮化碳的梯度热分解法制备与产氢研究

以三聚氰胺为原料,采用梯度升温热解法制备了石墨状氮化碳(g-C_3N_4),采用XRD、XPS、FTIR、SEM及UV-Vis、PL等技术手段对氮化碳材料的微观结构和光学性能进行了表征,并分析其光解水产氢性能。结果表明:采用梯度升温热解法制备的g-C_3N_4结构良好;620°C才开始快速分解,对热稳定性良好;几乎不溶于常见试剂,化学稳定性较好;在400~550 nm的可见光波长范围内对可见光有着明显吸收,禁带宽度达到2.42 e V,具有较高的光催化分解水制氢能力(18.95μmol/h).     

片层氮化碳/Ti3C2的制备及其光催化产氢

通过水热法将Ti3 C2制备成米粒状,并将之负载于氮化碳表面,得到氮化碳/Ti3 C2复合材料.通过场发射扫描电镜及其Mapping元素分析发现,Ti3C2比较均匀地分散在氮化碳表面.并且该复合材料在可见光激发下具有良好的产氢活性(54.6μmol/h),是未改性氮化碳(18.1μmol/h)的3.01倍.此外,该复合...     

片状石墨相氮化碳的制备及光催化性能研究

以三聚氰胺为前驱体,采用高温煅烧法、水热法预处理法、氨基修饰法以及氮气二次煅烧(热剥离法)制备g-C₃N₄,并对样品进行了结构表征与分析,并进行了光催化性能及稳定性测试。结果表明：四种制备方法对样品的光催化活性有显著的影响,热剥离法制备的样品有较好的光催化性能,氨基改性法制备的样品具有较好的稳定性能,可以多次重复使用。     

氧掺杂氮化碳的制备及对农田环境残留农药的降解性能

[目的]构建适用于多菌灵等4种烟-稻轮作农田常用农药的可见光催化降解技术,并阐释降解机制,为缓解农田环境农药残留造成的采收期作物农残超标问题提供理论和技术支撑。[方法]通过高温聚合法制备氧掺杂氮化碳纳米材料,通过扫描电子显微镜等表征技术分析材料微观结构。通过光催化降解试验,评价并筛选出降解性能最优的材料,同时研究复杂因素对降解过程的影响。[结果]氧元素掺杂可有效提高氮化碳纳米材料对目标农药的光催化降解性能,最优材料OCN_0.1对多菌灵可见光下1 h内降解率即可达到94.6%,通过活性物种捕获试验,证实在目标农药的降解过程中,活性物种的贡献度排序为h⁺>¹O₂>·O₂^-。OCN_0.1不仅能有效降解水环境残留农药,在作物生长阶段,喷施OCN_0.1材料48 h后,农残降解率最大也可提高39.95%。[结论]制备获得的OCN_0.1纳米材料,可有效降低农田环境及作物中的农药残留水平,具有良...     

石墨相氮化碳材料及其光催化应用

石墨相氮化碳具有独特的电子能带结构和优异的化学稳定性,作为一种不含金属成分的新型可见光光催化剂,在光催化领域有着广泛的应用前景。介绍了近年来石墨相氮化碳的研究现状,重点探讨其合成方法、结构特性和其相关的衍生物以及在光催化中的应用。     

钴掺杂聚合氮化碳光催化还原二氧化碳性能研究

聚合氮化碳(CN)具有可见光响应、化学性质稳定、廉价易得、无毒等优点,在光催化领域得到了广泛的研究和应用,但是存在比表面积较小、电子-空穴对易复合等不足之处,严重限制了其光催化性能。以尿素和常见的两种钴盐[CoCl₂和Co(NO₃)₂]为前驱体,通过一步煅烧法制备了钴(Co)掺杂CN,研究了不同Co源对材料光催化还原二氧化碳(CO₂)性能的影响。实验证明,由适量氯化钴(CoCl₂)为Co源得到的Co掺杂CN,其光催化还原CO₂生成一氧化碳(CO)的速率可由纯CN的82.7μmol/(g·h)提升至374.5μmol/(g·h),同时CO选择性由79.1%提高至88.5%;而以硝酸钴[Co(NO₃)₂]为Co源得到的Co掺杂CN倾向于产氢,其光催化还原CO₂性能基本不能得到提升。通过对光催化剂进行电感耦合等离子体(ICP)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(...     

聚吡咯/石墨相氮化碳光催化材料的制备及其铀降解性能研究

为了提高g-C_3N_4的光催化性能,通过原位聚合法制备了PPy/g-C_3N_4复合材料。通过SEM、XRD、BET和FTIR等表征手段研究PPy/g-C_3N_4的微观形貌、化学组成以及光催化降解铀的性能。结果表明,PPy抑制了g-C_3N_4晶粒的生长,提高了g-C_3N_4的比表面积。在降解时间60 min,pH=5,U(VI)初始浓度5 mg/L,光催化剂投加量200 mg/L的条件下,g-C_3N_4和PPy/g-C_3N_4复合材料对U(VI)的降解率分别为83.11%和96.20%。重复使用3次后,PPy/g-C_3N_4对U(VI)的降解率仍达92.4%。     

聚吡咯/石墨相氮化碳光催化材料的制备及其铀降解性能研究

为了提高g-C3N4的光催化性能,通过原位聚合法制备了PPy/g-C3N4复合材料.通过SEM、XRD、BET和FTIR等表征手段研究PPy/g-C3 N4的微观形貌、化学组成以及光催化降解铀的性能.结果表明,PPy抑制了g-C3 N4晶粒的生长,提高了g-C3N4的比表面积.在降解时间60 min,pH=5,U(VI...     

薄层氮化碳光催化还原CO_2性能研究

以氮化碳(g-CN)为原料,采用水蒸汽焙烧剥离法在Ar/H2O氛围下制备薄层氮化碳(Hg-CN),并对其进行XRD、TEM、FT-IR、BET和UV-Vis DRS等表征。结果表明,进行剥离后,H-g-CN比表面积相比剥离前明显增大。H-g-CN的光催化还原CO_2活性大大高于未剥离gCN的活性,光照反应9 h,H-g-CN光催化还原CO_2活性由剥离前的11. 4μmol·g~(-1)提高至24. 6μmol·g~(-1),H-g-CN的CO选择性为91. 2%,未剥离的g-CN的CO选择性为89. 1%,并提出相应的反应机理。     

氮化碳分散液的制备及其光催化性能

以尿素热解得到的块状体相氮化碳为前驱体,采用硫酸质子化结合超声剥离的方法制备氮化碳纳米片分散液,考察不同工艺条件如溶剂种类、稳定剂浓度、氮化碳原料浓度、超声时间等对其分散性的影响。通过UV-Vis、FTIR、XRD、SEM、BET等方法对分散液的浓度、结构、微观形貌和比表面积进行表征分析;并以亚甲基蓝为目标降解物,研究其在可见光照射下的光催化性能。结果表明,以水为溶剂、ρ(稳定剂)=1.2 mg/mL、ρ(氮化碳)=1.0 mg/mL、超声时间为18 h制备的氮化碳纳米片分散液性能最好,其在可见光照射180 min后对亚甲基蓝的光催化降解率达77.93%。     

新型氮化碳/聚吡咯复合光催化剂的制备及其光催化性质

随着科技不断进步,环境污染问题日益严重。本工作制备了新型氮化碳/聚吡咯复合光催化剂。通过FT-IR、SEM等方法对复合催化剂的结构进行可表征,并利用UV-Vis DRS研究其光学性质,通过罗丹明B作为虚拟污染物评价了其光催化活性。研究表明氮化碳/聚吡咯复合光催化剂对染料罗丹明B具有较高的催化活性,且聚吡咯含量为1wt%时,复合光催化剂的催化活性最高。PL光谱进一步证实引入聚吡咯可有效减少电子空穴对的复合,从而可显著提高复合催化剂的光催化效率。     

不同聚合温度下的石墨相氮化碳降解亚甲基蓝的研究

通过热聚合法分别在500,550,600℃下制备了三种石墨相氮化碳,通过红外光谱和X射线衍射光谱表征其结构,证实了三个温度下的石墨相氮化碳均被成功制备。在LED灯作为光源的条件下,将三种石墨相氮化碳分别作为光催化剂用于降解亚甲基蓝溶液,根据降解结果发现550℃下制备的石墨相氮化碳的降解效果最好;以550℃下制备的石墨相氮化碳作为催化剂,对降解条件进行探究,最终发现在溶液pH值为7,催化剂用量为10 mg,光照降解反应6 h时,对亚甲基蓝降解效率为71%。