基于共沉积法的高结晶反蛋白石g-C_(3)N_(4)制备及其产氢性能分析

为获得光催化产氢性能优异的g-C_(3)N_(4),采用共沉积法,通过二氧化硅微球/单氰胺混合溶液制备具有高结晶反蛋白石结构的g-C_(3)N_(4),并通过扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和比表面积及孔径分析仪等表征手段对其结构和形貌进行分析,采用气相色谱仪对其光催化产氢性能进行表征。结果表明:当二氧化硅微球/单氰胺混合溶液的离心速率为5500r/min和单氰胺溶液质量分数为70%时,所制备的高结晶反蛋白石结构的g-C_(3)N_(4)(CN5500-70%)层间距为3.23Å,比表面积为32m^(2)/g,光催化产氢性能显著提升,产氢速率为7217.01μmol/(g·h)。该方法制备的高结晶反蛋白石结构g-C_(3)N_(4)具有良好的结晶性和优异的光催化产氢活性,为g-C_(3)N_(4)基催化材料的实际应用提供参考。

大比表面积介孔g-C_(3)N_(4)材料的制备及其产氢性能

为获得大比表面积和优异产氢性能的石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),将单氰胺和甲醛溶液溶入二氧化硅(SiO_(2))溶胶,形成单氰胺、甲醛和SiO_(2)凝胶组成的杂化前驱体,并将该杂化前驱体在通气条件下煅烧以制备介孔g-C_(3)N_(4)(命名为VCN),在密闭条件下煅烧以制备介孔g-C_(3)N_(4)(命名为ACN);利用透射电镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱等对介孔g-C_(3)N_(4)的形貌、晶体结构等进行表征,通过荧光光谱和气相色谱仪等分析介孔g-C_(3)N_(4)的产氢性能。结果表明:VCN在获得大比表面积(约312 m^(2)/g)的同时,拓宽了光吸收范围(约760 nm),提高了光致电子-空穴对分离效率。加入40 mg甲醛的VCN(VCN-40)具有最佳的产氢速率,为2826μmol/(h·g),比通气条件下未加入甲醛的g-C_(3)N_(4)(VCN-0)提高了1.8倍。研究结果为开发高产氢效率g-C_(3)N_(4)基复合催化剂提供了有益参考。