超薄氮化碳的制备及电化学应用

以bulk类石墨相氮化碳为前驱体,氨水为溶剂,通过水热法制备了超薄氮化碳,并成功构建了五氯酚(PCP)高灵敏的电化学传感器。对碱源和剥离时间等制备条件进行了优化,结果表明:氮化碳在以弱碱氨水为溶剂时能成功地剥离,然而在有机弱碱为溶剂的情况下导致氮化碳大量溶解而未能成功剥离。另外,剥离时间对氮化碳的形貌和成分影响非常大。剥离6 h后得到管状形貌且有蜜勒胺生成的混合物。而剥离4 h则可得到纯的超薄氮化碳,其禁带宽度Eg为2.641 eV,价带EVB为1.774 V,所构建的超薄氮化碳电化学传感器的阻抗最小,用于环境激素PCP的检测,其线性范围为3.1×10^-7~1.1×10^-4 mol·L^-1,检出限为100 nmol·L^-1,建立了一种灵敏、快速简便的PCP电化学检测新方法。

液氮剥离超薄类石墨相氮化碳的制备及表征

以不同富氮碳源作为前驱体制备块体氮化碳(g-C_(3)N_(4),CN),液氮为剥离溶剂,采用高温-快速气化联合的方法对块体CN g-C_(3)N_(4)进行剥离,制备了超薄CN纳米片,并成功应用于光催化污染物的降解和构建环境激素电化学传感器。经过一系列优化得到制备条件最优的富氮碳源和氮化碳的剥离量,结果显示:不同富氮碳源制备的CN g-C_(3)N_(4)剥离后的比表面积均大大增加,以三聚氰胺为富氮碳源制备的CN g-C_(3)N_(4)片层平均厚度最薄,为1.5 nm。剥离量为1.0 g时剥离效果更佳均匀,比表面积相对较大。与块体CN g-C_(3)N_(4)相比,剥离后的超薄CN比表面积增加了8~12倍,平均片层厚度小于2.8 nm,其原子层数可调,且阻抗均大幅减小。光催化降解罗丹明B(RhB)速率常数较块体CN g-C_(3)N_(4)增加了58倍以上,且对环境雌激素四溴双酚A(TBPPA)有较高的电催化活性。为大规模制备原子层数可调的超薄CN纳米片的工业化应用提供了新的思路。

生物质碳点敏化超薄g-C3N4的表征及其对四环素的光催化降解

以三聚氰胺、碳量子点为原料,通过高温煅烧法,制备了一种碳量子点敏化超薄氮化碳(CQDs/g-C3N4)的复合材料。通过采用TEM、XRD、FT-IR、和BET等手段对复合材料进行物理性能表征;通过探究四环素(TC)的质量浓度、循环次数和物料比等考察CQDs/g-C3N4的光催化活性。结果表明:CQDs与超薄片状g-C3N4间通过杂化作用形成了复合物,CQDs均匀的分布在g-C3N4薄片上。当CQDs的质量百分比为0.5%时,CQDs/g-C3N4复合光催化剂降解TC的光催化活性最高,TC的降解率可达99.2%,是纯g-C3N4的4倍,该复合材料可通过延长可见光吸收区域而促进光生电子-空穴对的产生,促使电子空穴分离,增强光催化性能,在环境净化修复方面具有较大的潜在应用价值。

钯掺杂氮化碳光催化还原二氧化碳的研究

氮化碳因其大的比表面积和有效的电子传输途径在光催化中被广泛使用,但其带隙大、结构表面易存在缺陷、容易团聚等问题也不容忽视.本文通过一种中间体诱导的自组装策略制备了一种超薄的橙色氮化碳,其小而弯曲的超薄纳米片结构提供了丰富的反应位点,同时也改善了其团聚和缺陷的问题.在氮化碳的基础上通过浸渍法负载了金属钯纳米颗粒,发现负载钯改善了材料光催化还原二氧化碳产甲烷的能力,使甲烷产量达到了173.22μmol/g.同时实现了对甲烷90.19%的选择性,这主要与钯促进了水的解离从而有利于CH 4的产生有关.该研究为高选择性还原甲烷提供了一个新视角.