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。

脉冲激光诱导液-固界面反应制备立方相C_3N_4纳米晶

β－Ｃ３Ｎ４是由Ｌｉｕ和Ｃｏｈｅｎ等［１～３］从第一性原理出发计算而预言的一种新型超硬材料，据Ｌｉｕ等提出的经验公式计算认为，β－Ｃ３Ｎ４的硬度为４２７ＧＰａ，具有接近金刚石的体模量（理论值为４３５ＧＰａ，实验值为４４３ＧＰａ）．Ｌｉｕ采用可变晶格模...

超硬薄膜β-C_3N_4的制备和表征

本文采用微波等离子体化学气相沉积 (MPCVD)法 ,用高纯氮气 (99.999% )和甲烷 (99.9% )作反应气体 ,在单晶硅和多晶铂基片上沉积 β -C3N4薄膜。X射线能谱 (EDX)分析了这种晶态C -N膜的化学成分 ,对不同样品的分析结果表明 ,N/C原子比在 1.1～ 2 .0范围内。X射线衍射结构分析结果与计算的α -和 β -C3N4单相X射线的峰位和强度相比较 ,说明它是α -和 β -C3N4的混合物。FT -IR和Raman谱支持C -N共价键的存在。薄膜的体弹性模量达到 349GPa。

载银g-C_3N_4(Ⅰ)/g-C_3N_4(Ⅱ)同素异质结催化剂的制备及光催化固氮产氨性能

Ag作为助催化剂能够促进光电子的迁移,在光催化分解水制氢气、CO_2还原、重金属离子还原等反应中应用颇多,然而,到目前为止未见将Ag单质作为助催化剂用于光催化固氮产氨反应的报道。本工作制备了负载单质Ag的g-C_3N_4(Ⅰ)/g-C_3N_4(Ⅱ)同素异质结催化剂,并考察了其光催化固氮产氨的性能。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)、荧光光谱(PL)、电化学阻抗谱(EIS)、光电流分析等手段对制备的催化剂进行了表征。结果表明,Ag以单质态存在于催化剂表面。所担载的Ag的等离子体效应一方面促进了催化剂对可见光的吸收,使反应体系能产生更多的光生电子-空穴对;另一方面使得光生电子能够在g-C_3N_4与Ag单质间迁移,提高了催化剂的电子-空穴分离效率。负载Ag后g-C_3N_4(Ⅰ)/g-C_3N_4(Ⅱ)同素异质结催化剂的铵离子产生速率为1.36mg·L^(-1)·h^(-1)·g_(cat)^(-1),相比未负载Ag时(0.59mg·L^(-1)·h^(-1)·g_(cat)^(-1))大幅提高,与Pt负载催化剂相当,并且是由单纯三聚氰胺和尿素制备的g-C_3N_4的4.9倍和3.4倍。除固氮反应外,制备的载银g-C_3N_4(Ⅰ)/g-C_3N_4(Ⅱ)同素异质结催化剂在光催化还原氧气制取双氧水的反应中也表现出优良的催化性能。

稻草炭/g-C3N4的制备及其吸附性能研究

以稻草和尿素为原料,在300,550℃限氧热解制得稻草炭、g-C3N4,将g-C3N4负载于稻草炭表面,制得BC/g-C3N4,考察BC/g-C3N4投加量、pH值等对亚甲基蓝(MB)吸附效果的影响。结果表明,初始浓度为50mg/L、pH值为11的MB溶液中,投加0.16g/L掺杂比为1∶3的BC/g-C3N4,反应2h时,吸附率和吸附量分别为96.72%和302.25mg/g。吸附过程包括表面吸附和颗粒内扩散,符合准二级动力学模型和Langmuir-Freundlich模型。热力学参数ΔG^0<0、ΔH^0>0、ΔS^0>0,表明该吸附反应是自发进行的,且与温度呈正相关。

Si-C-N_(np)/Si_3N_4复合材料的室温和高温显微结构与力学性能

以 Si- C- N纳米微粉为增强相 ,Si3N4 为基相 ,采用热压的方法制备了 Si Cp/ Si3N4 纳米复相陶瓷。应用扫描电镜 (SEM)、高分辨透射电镜 (HRTEM)对其结构进行了观察 ,并讨论了结构与性能之间的关系。结果表明 ,所得的 Si Cp/ Si3N4 复相陶瓷的室温力学性能比氮化硅单相陶瓷有较大的提高 ,而 135 0℃断裂韧性达 14 .6 6 MPa· m1 / 2 。Si C微晶在晶粒内和在晶界玻璃相内的钉扎作用是材料高温性能提高的主要因素。

微波等离子体化学气相沉积β-C_3N_4超硬膜的研究

采用微波等离子体化学气相沉积法（ＭＰＣＶＤ），用高纯氮气（９９．９９９％ ）和甲烷（９９．９％ ）作反应气体，在多晶铂（Ｐｔ）基片上沉积Ｃ３Ｎ４ 薄膜。利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）观察薄膜形貌表明，薄膜由针状晶体组成。Ｘ射线能谱（ＥＤＸ）分析了这种晶态Ｃ－Ｎ膜的化学成分。对不同样品不同区域的分析结果表明，Ｎ／Ｃ比接近于４／３。Ｘ射线衍射结构分析说明该膜主要由β－Ｃ３Ｎ４ 和α－Ｃ３Ｎ４ 组成。利用Ｎａｎｏ ｉｎｄｅｎｔｅｒ Ⅱ测得Ｃ３Ｎ４ 膜的体弹性模量Ｂ达到３４９ ＧＰａ，接近ｃ－ＢＮ（３６７ ＧＰａ）的体弹性模量，证明Ｃ３Ｎ４ 化合物是超硬材料家族中的一员。

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。

纳米Si-C-N粒子增强Si_3N_4复合材料的结构与性能

本文用Ｓｉ－Ｃ－Ｎ纳米微粉做增强相，Ｓｉ３Ｎ４微粉为基相，采用热压的方法制备了ＳｉＣｐ／Ｓｉ３Ｎ４纳米复相陶瓷，所得的ＳｉＣｐ／Ｓｉ３Ｎ４复合材料的室温弯曲强度为８７８．５ＭＰａ，断裂韧性达１１．９６ＭＰａｍ１／２，同时应用扫描电镜（ＳＥＭ）、高分辨透射电镜（ＨＲＴＥＭ）对其结构进行了观察，讨论了结构与性能之间的关系。

MPCVD制备β-C_3N_4薄膜的成分和结构研究

M .L .Cohcn和A .Y .Liu利用半经验公式和第一性原理计算表明 ,如果C和N能够结合成类似于 β Si3 N4结构的化合物 β C3 N4,由于C N的键长比C C的键长短和键的离子性小 ,它的体弹性模量B约为 483GPa至 42 7GPa ,接近甚至超过金刚石的体弹性模量。这是人类第一次从理论上预言一种超硬性能的新材料 ,β C3 N4的实验合成不仅可以为人类提供一种全新的材料 ,而且能够进一步检验理论预言的正确性。本文采用微波等离子体化学气相沉积法 (MPCVD) ,用高纯氮气 ( 99.999% )和甲烷 ( 99.9% )作反应气体 ,在单晶Si( 1 0 0 )基片上沉积C3 N4薄膜。利用扫描电子显微镜 (SEM)观察薄膜形貌表明 ,薄膜由密排的六棱晶棒组成。X射线能谱 (EDX)分析了这种晶态C N膜的化学成分 ,对不同样品不同区域的分析结果表明 ,N/C比接近于 4/3。X射线衍射 (XRD)结构分析说明该膜主要由 β C3 N4和α C3 N4组成。利用XPS分析说明薄膜为C+ N-极性键结合 ,FT IR和Raman谱支持C N公价键的存在。

结晶β-C_3N_4薄膜的制备和特性研究(英文)

用电子回旋共振等离子体化学汽相沉积 (ECRCVD)法 ,在单晶硅 (10 0 )衬底上沉积生长出了具有 { 2 2 1}结构特性的连续的结晶态 β C3N4 薄膜。使用扫描电镜 (SEM)观测了沉积薄膜的形态 ;采用X射线光电子光谱 (XPS) ,X射线衍射 (XRD)和拉曼散射表征薄膜的结构。研究表明 ,沉积结晶态 β C3N4 薄膜具有 { 2 2 1}结构特性。

大孔/介孔NiO/g-C_3N_4复合材料的制备及其可见光光催化活性

在本章中,以丁二酮肟与四水合乙酸镍为原料制备出一种新型的分等级大孔/介孔NiO,再与三聚氰胺混合,通过煅烧成功制备出大孔/介孔NiO/g-C_3N_4复合光催化剂。所制得的样品通过X-射线粉末衍射(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、比表面积(BET)、扫描电镜(SEM)等手段进行了表征。所有样品通过在可见光下降解罗丹明B(RhB)水溶液以评估其催化活性。实验结果表明,当氧化镍和三聚氰胺质量配比为1∶80时,NiO/g-C_3N_4复合材料的光催化活性最高。

结晶β-C3N4薄膜的制备和特性研究（英文）

用电子回旋共振等离子体化学汽相沉积 (ECRCVD)法 ,在单晶硅 (10 0 )衬底上沉积生长出了具有 { 2 2 1}结构特性的连续的结晶态 β C3N4 薄膜。使用扫描电镜 (SEM)观测了沉积薄膜的形态 ;采用X射线光电子光谱 (XPS) ,X射线衍射 (XRD)和拉曼散射表征薄膜的结构。研究表明 ,沉积结晶态 β C3N4 薄膜具有 { 2 2 1}结构特性。

超硬膜β-C_3N_4的研究进展

理论分析认为β－Ｃ３Ｎ４可能是一种比金刚石还要硬的材料，它的研究成为当今材料科学的一个热点。文章论述了β－Ｃ３Ｎ４问题的由来和研究进展，以及今后的研究趋势。

g-C_3N_4/NiO复合材料的制备及其对AP热分解的影响

通过混合煅烧法制备出g-C_3N_4/NiO复合材料,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱(EDS)对其结构和形貌进行表征,利用差热分析(DTA)和热失重(TG)研究其对高氯酸铵(AP)热分解的影响。结果表明:纳米NiO均匀分散于g-C_3N_4的表面,g-C_3N_4/NiO使AP的高温和低温分解峰合并,高温分解温度降低62.5℃,表现出良好的催化作用。g-C_3N_4/NiO的复合催化效果优于单独使用g-C_3N_4或NiO,说明g-C_3N_4和NiO具有协同催化作用。

Fe掺杂对改善g-C_3N_4结构提升光催化活性的影响

石墨相氮化碳已经成为光催化领域、特别是光催化材料领域的研究热点。本文以尿素为原料,引入少量的硝酸铁改性,制备了不同含量的Fe掺杂的g-C_3N_4催化剂。采用SEM、XRD、IR、XPS、UV-Vis、PL等手段对催化剂样品表征。结果表明,Fe的掺杂有利于g-C_3N_4的剥离,影响了g-C_3N_4的能带结构,增强了其对可见光的吸收,提高电子-空穴对的分离效率。并以罗丹明B水溶液模拟废水,在可见光下考察催化剂的光催化降解性能,发现当Fe掺杂量为0. 3%时效果最佳,降解速率是g-C_3N_4的1. 62倍,且研究发现超氧自由基与空穴是该体系下的主要活性物种。

ZnO/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的制备及光催化还原U(Ⅵ)

以ZnO和三聚氰胺为原料,采用热聚合法制备ZnO/g-C_(3)N_(4)复合型光催化剂,并将其用于光催化还原U(Ⅵ)。通过SEM,XRD,XPS,PL,UV-Vis测试手段对样品的表面形貌、晶格结构、元素组成、光催化性能进行分析。结果表明:ZnO的掺杂降低光生电子与空穴的复合率,扩大材料对可见光的响应范围,使复合材料具有更高的光催化活性。在pH=5、投加量为0.5 g/L时,经过暗反应30 min和光反应30 min,对U(Ⅵ)的最高去除率可达97%。U(Ⅵ)可被还原为U(Ⅳ),光生电子e-是实现将U(Ⅵ)还原为U(Ⅳ)的主要因素。

Ag_(3)PO_(4)/P-C_(3)N_(4)材料的制备及其对铀的吸附性能

为设计一种对U(Ⅵ)具有较高吸附容量和较高选择性的吸附材料,采用石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与磷酸二氢铵作为原料,通过热共聚法制备P-C_(3)N_(4),再利用磷酸氢二钠与硝酸银通过原位共沉淀法制备Ag_(3)PO_(4)/P-C_(3)N_(4)复合吸附材料。吸附实验结果表明,Ag_(3)PO_(4)/P-C_(3)N_(4)复合吸附材料在室温下对U(Ⅵ)的吸附容量达到524.6 mg/g;在溶液中同时存在Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Sr^(2+)、Zn^(2+)、Ni^(2+)和Co^(2+)等竞争离子时,对U(Ⅵ)的吸附分配系数达到6.13×10^(3)mL/g。XPS分析结果表明,Ag_(3)PO_(4)/P-C_(3)N_(4)复合吸附材料中的含N和含P官能团可能参与U(Ⅵ)吸附过程。因此,Ag_(3)PO_(4)/P-C_(3)N_(4)复合吸附材料是一种对U(Ⅵ)具有较高吸附容量和较高选择性的吸附材料。

不同形貌的g-C3N4的制备研究进展

半导体光催化剂在解决能源短缺和环境污染问题等方面有着重要的应用前景。近年来,聚合物半导体g-C3N4由于其独特的电子结构、高的热稳定性和化学稳定性、不含金属组分、廉价、易合成等优点,受到了人们的广泛关注。然而,g-C3N4也存在缺点,如比表面积很小、带隙较宽、光生电子空穴对易复合等,这此缺点严重限制了它的实际应用。研究表明,不同结构和形貌会对g-C3N4产生重要影响,显著提高光催化性能。本文综述了各种不同形貌g-C3N4的制备方法,详细介绍了g-C3N4球、g-C3N4纳米片、g-C3N4纳米管和纳米棒的制备,并讨论了这些材料的光催化性能。最后,本文对g-C3N4材料的应用前景进行了展望。

g-C3N4/TiO2复合材料对纺织染料的光催化降解

将商品化的二氧化钛(TiO2)与以尿素为原料制备的石墨相氮化碳(g-C 3N 4)混合,通过超声旋蒸方法制备g-C 3N 4/TiO2复合光催化剂。通过考察复合光催化剂对模型染料罗丹明B的可见光降解脱色反应,得到了最佳复合质量配比条件,并探讨了反应机理,在此基础上研究其对典型纺织染料雅格素蓝BF-RR和阳离子红FBL的光催化降解性能。结果表明:复合光催化剂较单一 g-C 3N 4 和TiO2的光催化活性高,并且当g-C 3N 4和TiO2的质量比为5∶1时,在氙灯照射下,复合光催化剂可在3 h内将罗丹明B染料几乎完全降解脱色,降解率达到95%以上。复合光催化剂循环回收使用5次后对染料的降解率仍可达到70%以上,表明其具有较好的稳定性和可重复利用性。使用g-C 3N 4/TiO2复合光催化剂,典型纺织染料溶液在可见光照射4 h后均可显著降解脱色,有望在印染工业废水的光催化降解脱色处理中得到实际应用。