Fe~(3+)/g-C_3N_4光催化水制氢研究

g-C_3N_4是较为理想的非金属光催化剂之一,但其存在光生电子-空穴复合严重、光催化效率低下等缺点,严重影响了g-C_3N_4在光催化和能源领域内的应用,对其改性,提高光催化效率,就变得尤为迫切。通过高温法将混有Fe~(3+)的g-C_3N_4再次热处理制备Fe~(3+)/g-C_3N_4,并采用X射线衍射分析、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱等对其进行了表征,并以Fe~(3+)/g-C_3N_4为催化剂光解水制氢。结果发现,该法成功制取了Fe~(3+)/g-C_3N_4,其产氢效率较g-C_3N_4提高2倍,达到158.1μmol/(g·h),说明Fe~(3+)掺杂g-C_3N_4能有效地提高氮化碳光催化制氢能力,具有潜在的应用价值。     

Ag~+/g-C_3N_4光催化降解罗丹明B工艺优化研究

罗丹明B(RhB)是一种具有致癌、致突变等作用的难降解的工业污染物,通过优化降解工艺来提高降解率,具有很重要的现实意义。在合成Ag~+/g-C_3N_4的基础上,以Ag~+/g-C_3N_4为催化剂光催化降解罗丹明B,并对其降解工艺进行了优化。结果发现,初始ρ(RhB)=5mg/L、pH=5,ρ(催化剂)=5g/L,光催化反应45min,92.9%RhB能被降解,催化剂重复使用3次,其降解效率仅降低4.4%,说明Ag~+/g-C_3N_4能有效地光催化降解RhB,具有潜在的应用前景。     

SmVO_4/g-C_3N_4异质结复合物对罗丹明B光催化性能研究

制备了核壳异质结催化剂SmVO_4@g-C_3N_4和负载型异质结催化剂SmVO_4/g-C_3N_4,利用XRD、SEM-EDX、TEM、XPS及N2吸附等手段对其进行了表征,并考察其在可见光下对罗丹明B溶液的光催化活性。结果表明,核壳结构SmVO_4@gC_3N_4光催化活性明显高于SmVO_4和g-C_3N_4。但在几种催化剂中,负载量为8. 0%的Sm VO_4/g-C_3N_4样品的光催化活性最好。     

Fe_3O_4/g-C_3N_4活化过硫酸盐降解罗丹明B的研究

以片状g-C_3N_4、六水三氯化铁、柠檬酸三钠和尿素为原料,聚丙烯酰胺为稳定剂,采用水热法制备Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料并作为过硫酸钠(PS)降解罗丹明B(RhB)的活化剂。通过XRD、SEM、EDS、FT-IR对样品结构、形貌与组成进行表征。考察Fe_3O_4与g-C_3N_4的质量比、活化剂质量、PS质量、溶液pH等对Fe_3O_4/g-C_3N_4活化PS降解RhB效果的影响。结果表明,与g-C_3N_4复合有效提高了Fe_3O_4的分散性和活化性能;在Fe_3O_4与g-C_3N_4质量比为3∶4、Fe_3O_4/g-C_3N_4质量为50 mg、PS质量为20 mg、RhB溶液pH为2.1时,反应120 min RhB的降解率达到100%。Fe_3O_4/g-C_3N_4可用磁铁进行分离回收,循环使用5次,活化PS去除RhB降解率仍达95.5%。     

Cu~(2+)掺杂g-C_3N_4光催化降解甲基橙研究

g-C_3N_4是很有前景的非金属光催化剂之一,但其存在光生电子-空穴复合较严重、光催化效率较低等缺点,严重影响了g-C_3N_4在光催化领域内的应用,对其改性,提高光催化效率,就变得尤为迫切。利用微波合成法将Cu~(2+)掺杂于g-C_3N_4中制备Cu~(2+)/g-C_3N_4,并采用X射线衍射分析、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱、比表面吸附等对其进行了表征,并选用偶氮染料甲基橙为目标污染物来衡量Cu~(2+)/g-C_3N_4降解有机污染物的能力。结果发现,微波合成法成功将Cu~(2+)掺杂于g-C_3N_4中,用Cu~(2+)/g-C_3N_4做光催化剂经过6h反应后,对MO降解率提高14%,达到86%,说明Cu~(2+)掺杂g-C_3N_4确实能提高氮化碳降解有机污染物的能力,具有潜在的应用价值。     

模板法合成g-C_3N_4光催化降解甲基橙研究

g-C_3N_4具有2.7 eV的禁带宽度、光能利用率高、对热和化学稳定性好、原料廉价易得,合成简单可靠等特点而被认为是较好的光催化剂之一,以g-C_3N_4为催化剂利用太阳能降解污染物对解决环境问题具有重要意义。本文以SBA-15为模板通过热分解制备g-C_3N_4,并采用X射线衍射分析、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱等对其进行了表征,并选用偶氮染料甲基橙为目标污染物来衡量g-C_3N_4降解有机物污染物的能力。结果发现,模板法能成功制备g-C_3N_4,使用经过4h光催化反应后,MO降解率可达到72%,说明该g-C_3N_4具有较强的降解有机物污染物能力,具有潜在的应用价值。     

CuO/g-C_3N_4复合光催化剂光催化降解甲基橙

选用Cu(NO_3)_2和g-C_3N_4为原料,将两种原料溶解,蒸发,500℃焙烧制得CuO/g-C_3N_4复合光催化剂,在太阳光下催化降解甲基橙。结果表明,通过正交实验得到最佳反应条件为:甲基橙溶液pH=3.8,温度(15~25)℃,CuO与g-C_3N_4质量比3∶10,催化剂用量10 mg,反应时间3 h,甲基橙最大降解率为64.6%。     

ZnO/g-C_3N_4纳米复合材料光催化降解污染物研究进展

ZnO/g-C_3N_4纳米复合材料可促进电子–空穴的有效分离,有较大的比表面积,有利于污染物和自由基的扩散和传质,电子可从g-C_3N_4的导带转移到ZnO的导带上,而空穴可从ZnO的价带转移到g-C_3N_4的价带上,从而提高复合材料在可见光下的光催化性能,因此ZnO/g-C_3N_4纳米复合材料在光催化领域中被广泛研究。     

g-C_3N_4光催化材料的制备及降解水中头孢曲松钠

采用高温煅烧法成功制备了块状g-C_3N_4和g-C_3N_4纳米材料,利用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis、PL等方法对材料进行表征,并研究其降解头孢曲松钠的光催化活性和机理。当降解时间为120 min、头孢曲松钠质量浓度为10 mg/mL、半导体材料的加入量为0.1 g时,块状g-C_3N_4和g-C_3N_4纳米材料的降解率分别为67.74%和85.84%,g-C_3N_4纳米材料的光催化活性高于块状g-C_3N_4;对催化机制研究发现,空穴(h+)和羟基自由基(·OH)起主要催化作用,超氧自由基(·O_2~-)次之。对g-C_3N_4纳米材料的稳定性进行评价,3次循环催化后材料稳定性良好。     

曝气循环Fe~(3+)/UV光催化降解酸性橙Ⅱ

研究了曝气作用下Fe3+的UV光催化体系(Fe3+/UV/O2)对染料酸性橙Ⅱ的降解效果。试验结果表明,在该体系中染料的降解主要通过Fe3+光解反应产生.OH来完成。此外,曝气导致了Fe2+的光氧化并实现了降解反应的持续进行。在紫外灯功率为15 W、Fe3+的投加量为10 mg/L的条件下,经过180 min的反应,初始质量浓度为100 mg/L的酸性橙Ⅱ溶液能够完全降解。进一步的动力学分析表明酸性橙Ⅱ的降解符合一级反应动力学模型。     

g-C_3N_4的制备及其对不同染料光催化降解性能研究

通过热聚合尿素的方法制备石墨相氮化碳(g-C_3N_4),用于对罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、甲基红(MR)、亚甲基蓝(MB)、酸性红(AR)、刚果红(CR)等染料光催化降解。发现Rh B、MB两种染料基本降解完全,MO和AR的降解率在80%以上,CR和MR的降解效果较差,分别为68.3%和65.5%。与催化剂纳米二氧化钛P25比较,降解MO、MR、AR三种染料时,P25的催化效果要好于g-C_3N_4;对于Rh B、CR两种染料,P25和g-C_3N_4的降解效果相差不大,而对MB的降解,g-C_3N_4要好于P25。     

g-C_3N_4光催化还原Cr(Ⅵ)研究进展

六价铬Cr(Ⅵ)是目前废水中常见的污染物,使用光催化技术是一种很有前景的处理Cr(Ⅵ)的方法。类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)是一种具有广阔前景的不含金属的光催化剂,由于其良好的热学与化学稳定性、无毒、廉价且易制备等特点,受到学术界的广泛关注。本文介绍了g-C_3N_4光催化还原Cr(Ⅵ)最新的研究进展,包括:反应机理、光催化的制备及改进方法。最后,对目前面临的挑战和未来研究前景做了展望。     

g-C_3N_4光催化纳米材料的改性研究进展

类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)分子结构独特,禁带宽度(2.7 e V)较窄,可吸收可见光,是一种很有潜力的光催化纳米材料。本文介绍了g-C_3N_4光催化剂的性能改进方法:结构改性、元素掺杂改性、半导体耦合改性和染料敏化改性,并简单预测其发展趋势。     

TiO_2/g-C_3N_4的制备及光催化降解偏二甲肼废水

以钛酸丁酯为钛源采用水热合成法制备不同复合比的TiO_2/g-C3N4材料,借助XRD、FT-IR、TEM、UV-Vis DRS和PL对材料进行表征,并在可见光下进行偏二甲肼(UDMH)废水降解实验。考察了催化剂浓度、pH、UDMH初始浓度对降解效果的影响。结果表明,TiO_2/g-C3N4材料晶型结构完整,TiO_2以纳米颗粒形态在g-C3N4片层上均匀分布,拓展了可见光吸收范围,提升了对光生空穴-电子的分离能力。TiO_2与g-C3N4质量比为10%时,TiO_2/gC3N4光催化活性最佳,反应120 min对UDMH的降解率达到96.49%,相比g-C3N4提高了49.46%。     

g-C_3N_4基复合纳米材料光催化性能研究进展

g-C_3N_4可见光利用率高,具有非常好的光催化性能,是一种新型的无金属半导体光催化材料,然而电导率低,易团聚,光生载流子容易复合限制了其在实际生产中的应用。为进一步提高g-C_3N_4基复合材料的光催化性能,研究者做了大量修饰工作,并取得显著成果。本文主要从半导体材料耦合(细分为原子层沉积法和三元纳米材料复合)、贵金属修饰和量子点敏化三个方面概括了近年来对g-C_3N_4的修饰改性工作,探究了g-C_3N_4基复合材料在光催化降解有机污染物、光解水制氢、催化记忆效应和降解重金属等不同领域方面取得的成效。指出g-C_3N_4基复合材料发展面临的问题,最后对g-C_3N_4基复合材料未来的发展提出了展望。     

Fe~(3+)/TiO_2薄膜光催化降解含阿奇霉素废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+/TiO2薄膜。以该薄膜为催化剂,进行了紫外光催化降解阿奇霉素废水性能的研究,系统考察了pH在6.4左右时,光照时间、废水的初始浓度、不同的薄膜及连续性降解对降解阿奇霉素废水的影响。结果表明,在pH为6.4时,废水初始浓度为2.5 g/L,光照时间为150 min时,纳米Fe3+/TiO2薄膜有较好的降解效果,且连续性降解可提高处理废水的能力。     

超声协同g-C3N4光催化降解罗丹明B的研究

采用高温热解法制备石墨相氮化碳,采用XRD对制备样品进行表征,并将g-C_3N_4催化剂用于超声协同下光催化降解罗丹明B。探究了超声与光催化对降解罗丹明B的协同作用,以及超声功率、溶液初始pH、光催化剂浓度和罗丹明B初始浓度等对罗丹明B降解效果的影响,对催化剂的循环催化性能进行了测试,并对超声协同光催化降解罗丹明B的主要活性物质和机理进行讨论。结果表明:超声功率为300 W,溶液初始pH=4,g-C_3N_4质量浓度为4 g/L,罗丹明B初始质量浓度为15 mg/L时,对罗丹明B的降解效率最佳,100 min去除率能达到近100%,且主要活性物质为·OH和·O~(2-)。     

TiO_2/g-C_3N_4的制备及光催化降解偏二甲肼废水

以钛酸丁酯为钛源采用水热合成法制备不同复合比的TiO_2/g-C3N4材料,借助XRD、FT-IR、TEM、UV-Vis DRS和PL对材料进行表征,并在可见光下进行偏二甲肼(UDMH)废水降解实验。考察了催化剂浓度、pH、UDMH初始浓度对降解效果的影响。结果表明,TiO_2/g-C3N4材料晶型结构完整,TiO_2以纳米颗粒形态在g-C3N4片层上均匀分布,拓展了可见光吸收范围,提升了对光生空穴-电子的分离能力。TiO_2与g-C3N4质量比为10%时,TiO_2/gC3N4光催化活性最佳,反应120 min对UDMH的降解率达到96.49%,相比g-C3N4提高了49.46%。     

改性g-C_3N_4在光催化领域的研究进展

介绍了石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的电子性质、能带结构以及光学性质,讨论了各种提高g-C_3N_4活性的重要方法、机理及其优缺点,主要有掺杂改性、表面形貌改性、半导体复合改性等手段,简述了目前g-C_3N_4存在比表面积小、载流体复合率高、电子传递速度低等问题,并对g-C_3N_4的未来发展趋势进行了展望。     

g-C_3N_4的制备及对罗丹明B模拟废水的吸附性能研究

分别以尿素、硫脲为原料制备了两种g-C_3N_4,研究了不同前驱体制备的g-C_3N_4对罗丹明B模拟废水的吸附性能。用FT-IR、BET对样品进行表征。结果表明,制备的g-C_3N_4具有三嗪的结构特征,由尿素制备的g-C_3N_4的比表面积比由硫脲制备的g-C_3N_4大近9倍,对罗丹明B模拟废水的吸附效果也最好;Langmuir等温线更适合用于描述罗丹明B的吸附行为;两种g-C_3N_4对罗丹明B的吸附动力学符合准二阶动力学模型。