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。

反蛋白石结构BiVO_4/WO_3催化处理苯酚废水研究

采用溶剂蒸发-提拉法以苯乙烯为模板制备了反蛋白石结构BiVO_4/WO_3复合光催化材料。对其结构进行了表征,考察了其在可见光照射条件下对苯酚的光催化性能。结果表明,反蛋白石结构BiVO_4/WO_3具有较好的光催化活性,能有效去除水体中的苯酚。在苯酚质量浓度80 mg/L范围内,催化剂对苯酚含量不敏感,90 min后去除率基本达到99%,去除效率远高于普通WO_3。在降解过程中加入一定浓度的H2_O_2对光催化有促进作用,过量则抑制降解,H_2O_2的适宜浓度为5 mmol/L,此时苯酚(质量浓度20 mg/L)去除率为99.7%。降解体系中含草酸对光催化反应有抑制作用,且草酸含量越高抑制越严重。催化剂在重复使用5次后苯酚的去除率超过90%,该催化剂在处理苯酚废水方面具有较高的应用价值。

反蛋白石结构多孔g-C_(3)N_(4)的制备及光催化性能综合实验

利用多孔材料的吸附扩散性能与半导体材料的光催化性能的协同效应处理水体污染技术是当前的研究热点之一。首先,以正硅酸四乙酯为硅源,经水解、离心自组装制备的蛋白石结构SiO_(2)胶晶为硬模板剂,单氰胺为前驱体制备了反蛋白石结构多孔g-C_(3)N_(4)材料;其次,利用XRD、SEM、TEM以及氮气吸-脱附等手段对产物进行了表征;最后,以罗丹明B(RhB)为模拟污染物对样品进行光催化降解性能测试,并提出了其光催化作用机理。结果表明:所制备的三维有序大孔g-C_(3)N_(4)样品具有典型的反蛋白石结构形貌;与块状g-C_(3)N_(4)相比,最优原料配比条件下所得反蛋白石结构多孔g-C_(3)N_(4)样品(IOCN-1.0)的比表面积和催化降解RhB的效率均明显提升。该综合实验操作简单且安全高效,不但能锻炼学生的综合实践动手能力,还能培养学生的科研意识和创新思维。