g-C3N4/ZnO复合光催化剂降解污染物的研究进展

ZnO具有光催化活性强、稳定性高等优点,然而,ZnO禁带宽度大,只能吸收紫外光,太阳能利用率低;且其光生电子易与空穴复合,量子效率低。g-C3N4是一种窄带隙半导体,与ZnO复合形成异质结,不仅可以提高太阳光利用率,而且能加快载流子转移,提高光催化性能。通过文献研究综述了g-C3N4/ZnO复合光催化剂的四种复合形式,以及g-C3N4、ZnO与其他物质复合而成的三元、四元复合材料,并对g-C3N4/ZnO复合光催化剂的未来发展方向进行了展望。

Ag/CuWO_(4)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的制备及可见光下降解盐酸四环素

利用超声辅助水热法以及光还原法将Ag纳米颗粒与CuWO_(4)/g-C_(3)N_(4)光催化剂复合,并使用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS、DRS和PL等表征手段对催化剂的表面特性和光化学性质进行了分析。通过Ag/CuWO_(4)/g-C_(3)N_(4)光催化剂在氙灯照射下降解盐酸四环素的实验,考察了Ag纳米粒子担载的二元复合材对催化剂光催化性能的影响。Ag/CuWO_(4)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂对盐酸四环素(TTCH)的光催化降解率达到95%,降解速率是CuWO_(4)/g-C_(3)N_(4)的1.39倍。Ag担载的CuWO_(4)/g-C_(3)N_(4)复合材料通过Ag表面的等离子共振效应和电子聚集能力促进电子空穴分离,提升了材料的光催化活性。

g-C_(3)N_(4)/Ag基二元复合光催化剂降解环境污染物的研究进展

光催化技术在太阳能资源利用方面呈现出良好的应用前景,已受到世界各国的广泛关注。g-C_(3)N_(4)是一种二维结构的非金属聚合物型半导体材料,具有合成简单、成本低、化学性质稳定、无毒等特点,在环境修复和能量转化方面应用潜力较大。但g-C_(3)N_(4)存在对可见光吸收能力差、比表面积小和光生载流子复合速率高等缺点,限制了其实际应用。构筑异质结光催化剂是提高光催化效率的有效途径之一。基于Ag基材料的特点,前人对g-C_(3)N_(4)/Ag基二元复合光催化剂进行了大量研究,并取得显著成果。本文总结了近年来AgX(X=Cl,Br,I)/g-C3N4、Ag3PO4/g-C3N4、Ag_(2) CO_(3)/g-C_(3)N_(4)、Ag3 VO4/g-C_(3)N_(4)、Ag_(2) CrO4/g-C_(3)N_(4)、Ag_(2) O/g-C_(3)N_(4)和Ag_(2) MoO4/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂降解环境污染物的研究进展,并评述了g-C_(3)N_(4)/Ag基二元复合光催化剂目前面临的主要挑战,展望了其未来发展趋势。

Ag/Ag_3PO_4/g-C_3N_4复合光催化剂的合成与再生及其可见光下的光催化性能(英文)

研究了用离子交换沉淀法制备的Ag/Ag3PO4/g-C3N4的可见光光催化性能及再生方法.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱及X射线光电子能谱(XPS)对其进行了结构特性分析.XRD结果显示再生后催化剂的结构未发生改变.FESEM及UV-Vis分析结果说明催化剂由Ag3PO4与g-C3N4复合而成.XPS分析结果表明催化剂表面出现少量的银单质.利用可见光(λ>420nm)照射下的苯酚降解实验评价了样品的光催化活性,并通过活性物种及能带结构的分析对催化剂的光催化机理进行了推测.研究表明,Ag/Ag3PO4/g-C3N4的光催化活性明显高于纯Ag3PO4及纯g-C3N4,主要原因归结为单质银、Ag3PO4及g-C3N4的协同效应.经过氧化氢和磷酸氢铵钠(NaNH4HPO4)的再生可完全恢复催化剂的活性,这表明该绿色环保的再生方法可实现Ag/Ag3PO4/g-C3N4催化剂在环境中的实际应用.

双金属纳米Ag/Cu负载g-C_3N_4催化剂的制备及光催化制氢活性

采用热氧化刻蚀和化学还原沉淀的方法,成功的制备了双金属纳米Ag/Cu负载g-C_3N_4催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)表征复合催化剂的微观形貌、元素组成、结构和光学特性。研究了双金属纳米Ag/Cu负载对石墨相g-C_3N_4制氢效果的影响。实验结果表明,相比于Cu@g-C_3N_4(0.5CG)、Ag@g-C_3N_4(0.5AG)和g-C_3N_4,Ag/Cu@g-C_3N_4(0.5ACG)具有较高的产氢活性。同时,研究了Ag/Cu@g-C_3N_4的可能反应机制,即Ag的LSPR效应和助催化剂Cu对促进光催化产氢具有协同催化作用。

可见光活性Ag/g-C_3N_4复合光催化剂的光还原制备及其光催化性能研究

以硝酸银与三聚氰胺为原料,采用简单的热解和光还原法制备出纳米银负载的复合可见光催化剂Ag/g-C_3N_4,并通过XRD、TEM、EDX、FT-IR、UV-vis、PL、XPS对样品进行表征,结果表明在所制备的Ag/g-C_3N_4复合光催化剂中纳米Ag粒径为5~15 nm,在g-C_3N_4载体上均匀分散。对不同质量分数的Ag/g-C_3N_4复合光催化剂的光催化评价结果表明:当Ag/g-C_3N_4的质量分数为25%时,样品25-PACN有较强的光吸收以及较低的电子空穴复合率而表现出最高的光催化活性,对罗丹明B的降解率达75%;5次循环实验后,25-PACN的活性仍在60%左右,稳定性较好。

Ag/g-C_3N_4光催化剂的制备及降解印染废水研究

通过加热AgNO_3和g-C_3N_4成功制备了Ag/g-C_3N_4复合材料,以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(XPS)、光致发光光谱仪(PL)等分析手段对所合成样品的结构和形貌等进行表征,结果表明:在Ag/g-C_3N_4复合材料中,Ag以原子形式存在,Ag的加入减少了g-C_3N_4的团聚现象。以亚甲基蓝为模拟印染废水,分析Ag/g-C_3N_4中Ag质量分数对催化性能的影响,结果表明:3%Ag/g-C_3N_4表现出最优的光催化性能。

原位沉积法制备g-C3N4/Ag3PO4复合光催化剂降解卡马西平的性能研究

通过原位沉积法制备g-C 3N 4/Ag 3PO 4复合光催化剂,采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis)、光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)以及比表面积分析(BET)等表征手法对所制备的催化剂进行表征,并对其可能的形成机制进行探究。同时以10 mg/L的卡马西平(CBZ)模拟废水为目标污染物测试光催化剂的光催化性能,相比于g-C 3N 4单体和Ag 3PO 4单体,g-C 3N 4/Ag 3PO 4复合光催化剂表现出更强的光催化能力,其中以g-C 3N 4与Ag 3PO 4理论质量比为1∶0.5的复合光催化剂CN/AP-0.5效果最佳,在可见光光照80 min后,卡马西平(CBZ 10 mg/L)降解率可达到80%,催化性能较g-C 3N 4单体与Ag 3PO 4单体均有很大的提高。自由基捕获实验证明,在光催化降解CBZ过程中空穴(h+)为主要活性物种。

一步原位锻烧法制备Ag/CeO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂及其性能

以三聚氰胺、硝酸铈和硝酸银为原料,通过一步原位固相煅烧法制备了Ag/CeO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂材料。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射吸收谱(UV-Vis DRS)等对制备出的样品进行了表征测试。以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,对样品的可见光催化性能进行了测试。结果表明,Ag/CeO_(2)/g-C_(3)N_(4)的光催化反应速率常数是纯g-C_(3)N_(4)的3.82倍,证明了Ag和CeO_(2)共掺杂的协同效应有效提高了g-C_(3)N_(4)的光催化性能。

Ag_3PO_4/ZnO复合光催化剂的制备及其降解罗丹明B的研究

采用直接沉淀法制备出Ag_3PO_4/ZnO复合光催化剂。通过过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、选区电子衍射和能量色散谱对Ag_3PO_4/ZnO复合光催化剂的晶相结构、形貌、元素组成进行了表征。研究了不同质量比的Ag_3PO_4/ZnO复合材料对光催化降解罗丹明B溶液光催化性能的影响。结果表明:当Ag_3PO_4的质量分数为60%时,对罗丹明B染料的光降解能力最佳,降解率达到99%。

Ag3PO4/Ag2S/g-C3N4复合光催化剂的制备与性能

通过沉积法和离子交换法成功地制备了Ag3PO4/Ag2S/g-C3N4复合型光催化剂。利用X射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附等温线、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱等手段对样品进行了表征。通过降解罗丹明B考察其可见光催化活性及稳定性,研究了硫化钠与磷酸银物质的量的比值(nNa2S/nAg3PO4)、g-C3N4添加量对所制备复合光催化材料性能的影响,同时对光催化机理进行了探讨。结果表明,随着nNa2S/nAg3PO4的增加,所得复合催化材料活性先增加后降低;当nNa2S/nAg3PO4为1.5%、g-C3N4与Ag3PO4的质量比为3∶7时制备的催化剂ASC1.5的光催化活性最好,在可见光照射下,40min内可将罗丹明B完全降解,且5次循环使用后仍保持较高的催化活性。和Ag3PO4相比,Ag3PO4/Ag2S/g-C3N4复合型光催化材料的活性与稳定性都得到明显提高,这主要归因于复合催化剂比表面积和孔结构的增加,载流子分离效率的提高。光催化机理研究表明,空穴(h^+)、超氧阴离子自由基(·O^2-)和羟基自由基(·OH)都是光催化过程中的主要活性物种。三者作用大小依次为:h+>·O^2->·OH。

Ag纳米晶对La2O3/g-C3N4催化剂光催化性能影响

使用简单光还原方法将Ag纳米晶与La2O3/g-C3N4光催化剂复合.使用XRD、FESEM、TEM、FTIR、XPS、PL和DRS等技术表征光催化剂的表面特性和光电化学性质.通过Ag-La2O3/g-C3N4在氙灯照射下降解盐酸四环素的实验,考察了Ag纳米晶的引入对催化剂光催化性能的影响.研究表明,Ag-La2O3/g-C3N4复合光催化剂对盐酸四环素的光催化降解率达到92.32%.这一反应过程可分为高浓度和低浓度阶段,分别遵循零级和一级动力学模型.通过进一步推测,指出空穴、电子衍生的超氧自由基和羟基自由基是降解盐酸四环素的重要活性物质.Ag纳米晶的表面等离子共振(SPR)效应和电子聚集能力促进活性物质生成.

g-C3N4-Ag3PO4/Fe3O4磁性光催化剂的制备及性能研究

以光催化降解罗丹明B为探针,考察了反应条件对催化剂性能的影响,并通过XRD、FTIR和UV-Vis-DRS对部分催化剂的结构和光吸收性能进行了表征。结果表明,该催化剂中g-C3N4呈现出类石墨层状结构,Ag3PO4为立方晶相,Fe3O4为立方尖晶石型,Ag3PO4对g-C3N4的复合拓宽了其光谱响应范围,g-C3N4、Ag3PO4和Fe3O4通过分子间作用力复合。光催化降解实验表明,在g-C3N4-Ag3PO4/Fe3O4投加量为0.83 g/L,反应体系pH=7及可见光下反应105 min的条件下,该催化剂对5 mg/L的罗丹明B的降解率高达98.81%。此外,该催化剂还对其它3种染料也表现出良好的光催化降解能力,并且该催化剂可通过磁分离回收,回用稳定性较好。

六方棱柱状Ag/g-C3N4光催化剂的制备及光催化活性研究

通过水热还原法制备了银负载的石墨碳氮化物(Ag/g-C3N4)光催化剂。采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和能量色散光谱仪对催化剂样品进行表征。结果表明,制备的Ag/g-C3N4光催化剂呈六方棱柱状,且单分散的Ag纳米粒子沉积在g-C3N4表面。光催化降解罗丹明B实验表明,AgNO3与g-C3N4质量比为0.15∶1时,Ag/g-C3N4光催化剂表现出最佳的降解性能,降解常数约为纯g-C3N4降解常数的6倍。

热聚合法制备ZnO/g-C_3N_4复合光催化剂及其光催化性能研究

以尿素、乙酸锌为前驱体,采用热聚合方法制备ZnO/g-C_3N_4复合光催化剂。通过X射线衍射、扫描电镜、红外光谱、紫外-可见光光谱及X射线电子能谱,对样品的晶体结构、形貌及光学性质进行表征。以紫外灯为光源,以酸性红(AR)为废水降解模型考察复合材料的光催化活性。结果表明:制得的复合光催化剂光催化性能要好于纯g-C_3N_4,且当ZnO∶g-C_3N_4=0.5∶1(摩尔比)时,光催化活性最高。复合后的光催化剂对反应底物有更强的吸附能力,能更有效地抑制电子-空穴的复合。进一步对AR的降解机理进行了探讨,发现超氧根自由基(O-·2)是使AR有效降解的活性物种。

Co_3O_4/mpg-C_3N_4催化剂的制备及其可见光催化性能研究

采用浸渍法制备了载钴介孔石墨相氮化碳(Co3O4/mpg-C3N4)催化剂,并对其进行X射线衍射(XRD),红外光谱(FT-IR),N2吸附脱附,紫外漫反射光谱(UV-vis DRS)和光生电流的表征。结果显示,Co3O4的引入提高了mpg-C3N4的光吸收性能,利于其表面光生电子和空穴的分离。将制得的Co3O4/mpg-C3N4用于可见光催化降解水中的亚甲基蓝(MB),其催化效率远高于mpg-C3N4,且最佳的钴负载量为3%。

Z型可见光催化剂Au NPs/g-C3N4/BiOBr的构建及其光催化性能（英文）

通过水热和原位还原法制备了一种新型Z型异质结三元复合材料Au NPs/g-C3N4/BiOBr,并通过X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和光致发光发射光谱等技术对材料的形貌、结构进行了表征。通过在可见光下降解苯酚来评价光催化剂的活性。研究发现,Au NPs/g-C3N4/BiOBr显示出增强的光催化活性,对苯酚的降解能力是g-C3N4的3倍,是BiOBr的2.5倍。这可归因于三元复合材料的窄带隙(2.10eV)、Z型机理对光生电子-空穴对的有效分离和Au纳米颗粒的表面等离子体共振效应(SPR)。

固态电子介质Z型光催化剂g-C_3N_4/Ag/Ag_3PO_4的设计合成与光解水性能研究

半导体材料较负的导带位置、足够正的价带位置以及光生载流子寿命长是实现光催化H_2O反应的关键。Z型光催化体系不仅可以实现载流子的空间分离,增加载流子寿命,还可以获得更高的价带和导带电势绝对值。通过简单的共沉淀方法合成固态电子介质Z型光催化剂g-C_3N_4/Ag/Ag_3PO_4。结果表明Z型光催化剂g-C_3N_4/Ag/Ag_3PO_4吸收光能力增强,电子空穴分离速率增大。光解水性能测试表明:Z型光催化剂光分解水的能力显著提高。

g-C_3N_4/Bi_2O_3复合型催化剂的制备及光催化性能研究

采用碾磨-焙烧法制备得到了g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂.利用XRD、SEM、FT-IR、XPS、DRS及PL对所得样品进行了表征.以甲基橙溶液为模拟有机污染物,考察了g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的可见光催化性能.结果表明,复合结构的g-C3N4/Bi2O3催化剂光谱响应范围拓宽至可见光区域,且g-C3N4/Bi2O3复合型催化剂的催化性能均明显优于单组分.其中,50 wt%g-C3N4/Bi2O3复合物对甲基橙可见光降解性能最佳.催化活性提升的主要原因是复合结构的形成有效促进了光生电子与空穴对的分离.此外,活性物种捕获实验结果表明,光生空穴(h+)及超氧自由基(·O-2)为该光催化反应过程中的主要活性物种.

原位化学沉积法制备AgBr/Ag3PO4光催化剂及其催化性能

通过原位化学沉积法制备了AgBr/Ag3PO4复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征手段对其进行了表征。研究了可见光照射下,AgBr、Ag3PO4和AgBr/Ag3PO4在不同照射时间、催化剂的量、染料初始浓度和不同染料条件下降解罗丹明B的催化活性。结果显示,光照30 min后AgBr/Ag3PO4复合光催化剂对罗丹明B的降解率可以达到98%,比单一的AgBr和Ag3PO4对罗丹明B的降解率分别提高了1.5倍和1.2倍。此研究的结果证明了AgBr/Ag3PO4复合物在光催化降解中应用的潜能。