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模拟太阳光照射下MIL-100(Fe)/g-C_3N_4异质结光催化Cr(Ⅵ)还原和双氯芬酸钠降解(英文) 被引量:13
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作者 杜雪冬 衣晓虹 +2 位作者 王鹏 邓积光 王崇臣 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期70-79,共10页
有毒重金属离子Cr(Ⅵ)广泛应用于制革、电镀、印刷、颜料和抛光等行业,因而成为地表水和地下水中常见的污染物.光催化还原Cr(Ⅵ)为Cr(Ⅲ)利用可持续能源太阳能,费用低且没有二次污染问题,已经受到广泛关注.g-C_3N_4是一种稳定性好且能... 有毒重金属离子Cr(Ⅵ)广泛应用于制革、电镀、印刷、颜料和抛光等行业,因而成为地表水和地下水中常见的污染物.光催化还原Cr(Ⅵ)为Cr(Ⅲ)利用可持续能源太阳能,费用低且没有二次污染问题,已经受到广泛关注.g-C_3N_4是一种稳定性好且能吸收可见光的优异光催化材料,但也具有比表面积小及电子和空穴容易复合等缺点.为进一步提高g-C_3N_4的光催化效率,人们合成了各种新型复合材料,如g-C_3N_4/Bi2WO6,g-C_3N_4/SiW11和g-C_3N_4/Zn_3V_2O_7(OH)_2(H2O)_2等.本文通过非常简便的球磨-煅烧法制备了金属-有机骨架材料MIL-100(Fe)与类石墨结构氮化碳(g-C_3N_4)的异质结结构(MG-x,x_=5%,10%,20%和30%,代表MIL-100(Fe)占复合物的质量分数),并对复合材料进行了粉末X射线衍射(PXRD)、红外光谱(FTIR)、热重(TGA)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DR)和荧光光谱(PL)等表征.实验研究了MG-x在模拟太阳光照射下光催化还原Cr(Ⅵ)和降解双氯芬酸钠的性能,考察了空穴捕捉剂(乙醇、柠檬酸、草酸和双氯芬酸钠)和pH值(_2~–8)对光催化还原Cr(Ⅵ)效率的影响.实验结果表明,PXRD谱图显示复合物的衍射峰位置均与MIL-100(Fe)及g-C_3N_4的峰位置相吻合,球磨和煅烧后无新衍射峰产生.TEM图片证明复合物中g-C_3N_4附着在MIL-100(Fe)表面.光照80 min后,MG-x复合物的还原效率均大于92%,高于MIL-100(Fe)(75.6%)和g-C_3N_4(79.8%)的还原效率.其中,MG-20%的光催化活性最高,还原效率达到97.0%,且还原Cr(Ⅵ)的速率分别是MIL-100(Fe)的3.08倍和g-C_3N_4的2.31倍.随着MIL-100(Fe)含量的增加,复合物的光催化活性先增后减.这是因为MIL-100(Fe)含量的增加不仅有利于电荷的转移,也有利于可见光的利用,然而过多的MIL-100(Fe)可能会影响异质结的质量,不利于电荷的转移.随着溶液pH值从2提高到8,还原效率从98%降低到9%.这是因为在酸性条件下H+浓度高有利于Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),而当pH>6时,Cr3+与OH–形成Cr(OH)_3沉淀附着在催化剂表面,影响对光的吸收,降低了光催化效率.当反应体系中加入乙醇、柠檬酸和草酸时,光催化速率提高,而加入双氯芬酸钠后光催化速率未见提高,这是由于小分子链烃有机物容易捕捉光生空穴,而双氯芬酸钠不能有效捕捉MG-20%产生的光生空穴.电化学测试证明g-C_3N_4的光生电子可转移到MIL-100(Fe)的导带,复合物提高了光生电子和光生空穴的分离效率,从而提高了光催化还原Cr(Ⅵ)的活性.同时,在加入H2O2的条件下,MG-20%在50 min内光催化降解双氯芬酸钠的效率达到100%.MG-20%循环使用5次后,光催化效率没有明显降低,光催化剂的XRD谱没有发生明显变化,证明其具有很好的稳定性.综上,本研究提供了一种具有应用前景的高效MOF/g-C_3N_4复合物光催化剂. 展开更多
关键词 MIL-100(fe) g-c3n4 异质结 六价铬还原 双氯芬酸钠
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Fe^0/g-C_3N_4的合成及光催化性能研究 被引量:2
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作者 凌金珠 黄仁昆 +4 位作者 陈媛梅 黄思蓬 陈烨 梁志瑜 颜桂炀 《宁德师范学院学报(自然科学版)》 2016年第2期143-146,168,共5页
利用光催化技术将太阳能转化为化学能或应用于降解和矿化有机污染物,是目前解决能源短缺和环境污染问题的有效途径.非金属半导体材料类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)是一类新型的可见光光催化剂,但是单一的g-C_3N_4光催化剂往往体现的光催化... 利用光催化技术将太阳能转化为化学能或应用于降解和矿化有机污染物,是目前解决能源短缺和环境污染问题的有效途径.非金属半导体材料类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)是一类新型的可见光光催化剂,但是单一的g-C_3N_4光催化剂往往体现的光催化活性都比较低.通过合理的复合改性,将零价Fe(Fe^0)成功负载类石墨相氮化碳光催化剂,并对其可见光光催化性能进行探索.结果表明,在可见光下,相对于纯的g-C_3N_4,Fe^0/g-C_3N_4光催化剂可以有效提高对模拟燃油(100μg/g吡啶/正辛烷)的脱氮率. 展开更多
关键词 fe0负载g-c3n4 可见光光催化 光催化脱氮
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Fe_3O_4/g-C_3N_4磁性复合纳米材料的制备及其应用于有机磷农药检测的研究 被引量:5
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作者 马纪 孙超伦 +3 位作者 斯琴格日乐 范云场 李飞飞 张磊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期385-386,共2页
通过原位沉淀法合成了Fe3O4/g-C3N4磁性复合纳米材料,表现出高效的过氧化物模拟酶催化活性,比单一的纳米材料的催化活性强,这归因于Fe3O4磁性纳米粒子与g-C3N4的协同催化效应。本研究以TMB为模型底物,研究了催化条件(温度和pH值)对催化... 通过原位沉淀法合成了Fe3O4/g-C3N4磁性复合纳米材料,表现出高效的过氧化物模拟酶催化活性,比单一的纳米材料的催化活性强,这归因于Fe3O4磁性纳米粒子与g-C3N4的协同催化效应。本研究以TMB为模型底物,研究了催化条件(温度和pH值)对催化活性的影响。同时结合乙酰胆碱(ATCh)在乙酰胆碱酯酶(AChE)和胆碱氧化酶(CHO)作用下产生H2O2及有机磷农药对AChE的抑制作用,建立了可视化比色法测定有机磷农药残留的简便方法。在最佳条件下,对有机磷农药氧化乐果进行了检测,检测范围为1×10-7~1×10-4 mol·L-1,检测限达到2×10-8 mol·L-1。本方法将在生物传感器构建和环境化学领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 fe3O4/g-c3n4 有机磷农药 过氧化物模拟酶 氧化乐果
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低光照强度下Fe掺杂g-C_3N_4/PVDF膜的光催化降解性能研究 被引量:3
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作者 杭祖圣 陆炎 +4 位作者 黄玉安 谈玲华 孙旭鹏 肖泽崇 怀旭 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期50-52,共3页
以三聚氰胺和前躯体盐为原料,采用半封闭热解法在g-C_3N_4中引入Fe元素。结构分析表明,Fe能够通过化学键合进入g-C_3N_4的骨架结构中形成掺杂型g-C_3N_4。通过将催化剂与聚偏氯乙烯(PVDF)制成复合膜,考察了Fe引入前后g-C_3N_4在低光照... 以三聚氰胺和前躯体盐为原料,采用半封闭热解法在g-C_3N_4中引入Fe元素。结构分析表明,Fe能够通过化学键合进入g-C_3N_4的骨架结构中形成掺杂型g-C_3N_4。通过将催化剂与聚偏氯乙烯(PVDF)制成复合膜,考察了Fe引入前后g-C_3N_4在低光照强度下紫外光催化降解甲基橙的光催化活性。研究发现g-C_3N_4/PVDF复合膜具有吸附-迁移-光降解的链锁效应,其光降解率达到11.85%,优于g-C_3N_4粉体的2.5%;Fe的引入能提高光催化性能。在Fe掺杂体系中,光催化性能随Fe含量的提高呈现先增加后减小的趋势,在Fe含量为1.65%(wt,质量分数),热解温度为600℃时,降解率最高达到35.38%。 展开更多
关键词 fe掺杂g-c3n4 PVDF复合膜 低光照强度 光催化降解
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新型磁性纳米功能材料Fe_3O_4@g-C_3N_4的制备及其吸附铀的性能研究 被引量:3
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作者 龙威 李紫艳 +3 位作者 符志鹏 祖秀 唐凯 杨星月 《化工科技》 CAS 2017年第6期27-32,共6页
利用沉积还原法制备了一种新型磁性功能纳米吸附材料Fe_3O_4@g-C_3N_4并应用于铀的吸附性实验中,获得了较好的吸附性能评价。表征方法表明,材料g-C_3N_4包裹在磁性Fe_3O_4纳米粒子的外部,其吸附材料物理组织结构得到提升,吸附铀的性能... 利用沉积还原法制备了一种新型磁性功能纳米吸附材料Fe_3O_4@g-C_3N_4并应用于铀的吸附性实验中,获得了较好的吸附性能评价。表征方法表明,材料g-C_3N_4包裹在磁性Fe_3O_4纳米粒子的外部,其吸附材料物理组织结构得到提升,吸附铀的性能较好。吸附实验表明,在质量浓度为140mg/L的铀标准溶液中,最佳的pH值为10,最佳的吸附剂投入量为6.5mg,最佳吸附时间为150min,最大吸附量可达352.1mg/g,最佳吸附率可达到90%以上。 展开更多
关键词 fe3O4@g-c3n4 含铀废水 吸附 纳米功能材料
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Fe(Ⅲ)螯合掺杂对g-C3N4光催化性能和活性位的影响 被引量:3
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作者 刘桂梅 董国辉 +1 位作者 曾玉彬 王传义 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1564-1572,共9页
元素掺杂是一种简单有效的光催化剂改性方法.已有诸多文献报道采用非金属元素(B、P、S)或金属元素(Na+, Ni3+,Co3+, Cu2+)对g-C3N4进行掺杂改性,但目前对金属掺杂的模型和影响机理尚不清晰.g-C3N4作为层状材料,它的表面和边缘有大量的胺... 元素掺杂是一种简单有效的光催化剂改性方法.已有诸多文献报道采用非金属元素(B、P、S)或金属元素(Na+, Ni3+,Co3+, Cu2+)对g-C3N4进行掺杂改性,但目前对金属掺杂的模型和影响机理尚不清晰.g-C3N4作为层状材料,它的表面和边缘有大量的胺基,它对光生载流子的传输起到重要作用.此外,胺基可以与金属通过配位键形成螯合物;与胺基螯合的金属由于其功函数较小,可以捕获半导体的光生电子,并有利于降低光生载流子的复合.本文选用Fe(Ⅲ)对g-C3N4进行掺杂改性, SEM-EDS表明, C和N元素均匀分布在g-C3N4整个骨架上,而Fe元素主要分布在g-C3N4边缘部分;FTIR结果发现,掺杂Fe后, N-Hx伸缩振动峰强度随着掺杂量的增加而降低,证明Fe(Ⅲ)与g-C3N4表面胺基之间形成配位键,即Fe(Ⅲ)掺杂为螯合掺杂.Fe(Ⅲ)螯合掺杂后的g-C3N4光催化氧化Rh B和光催化还原Cr(Ⅵ)的性能都得到显著提升.这是因为螯合掺杂Fe(Ⅲ)后, g-C3N4不仅产生了更多的光生电子,而且由于产生的Fe(Ⅱ)的芬顿效应产生了更多的羟基自由基,极大地提升了g-C3N4光催化氧化还原性能.但是Fe(Ⅲ)螯合掺杂后却抑制了g-C3N4光催化去除NO的性能, NO去除性能随着Fe(Ⅲ)掺杂量的增加而下降,这与Fe(Ⅲ)的螯合掺杂模型有密切关系.NO-TPD实验结果表明, Fe掺杂降低了g-C3N4对NO的吸附;但脱氨基实验证明胺基对NO吸附并无作用.通过EPR表征发现,掺杂Fe后C的Lorentzian线强度降低了2/3,说明C上的未成对电子减少.同时通过固体NMR(1H谱)中发现掺杂后N-H2减少、但C-H数量增多的规律.说明Fe(Ⅲ)与表面胺基(N-H2)螯合后,质子占据C活性位,而C活性位却是NO在g-C3N4表面的吸附位点.所以Fe(Ⅲ)的螯合掺杂会降低g-C3N4光催化去除NO的性能.综上, Fe(Ⅲ)螯合掺杂可以提高g-C3N4的氧化还原能力,但是并不适用于所有的光催化反应.同时,关注不理想的活性变化有助于进一步挖掘改性方法对材料结构的影响,指导改性材料的使用,并可能为其它相关研究带来启发. 展开更多
关键词 螯合掺杂 g-c3n4 光催化 fe(Ⅲ) 一氧化氮去除
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球片型Fe3O4/g-C3N4复合材料光催化性能研究 被引量:6
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作者 舒适 王元有 +2 位作者 封娜 束影 金党琴 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1558-1562,共5页
本文分别通过牺牲模板法与热聚合法,制备出Fe3O4纳米球与g-C3N4。再采用超声辅助液相剥离法将g-C3N4剥离成纳米片分散液,接着通过交替过滤使得Fe3O4纳米球与g-C3N4纳米片形成球片型的光催化复合材料。利用XRD、BET、SEM及TEM等检测手段... 本文分别通过牺牲模板法与热聚合法,制备出Fe3O4纳米球与g-C3N4。再采用超声辅助液相剥离法将g-C3N4剥离成纳米片分散液,接着通过交替过滤使得Fe3O4纳米球与g-C3N4纳米片形成球片型的光催化复合材料。利用XRD、BET、SEM及TEM等检测手段对产物的形貌及结构进行表征。通过对比单独的g-C3N4与Fe3O4/g-C3N4复合物,得出Fe3O4/g-C3N4复合物在还原Cr(Ⅵ)水溶液中显示出高的光催化活性,同时也具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 fe3O4/g-c3n4复合物 光催化 降解Cr(Ⅵ)
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一种简易的硫辅助方法制备多孔蜂窝状的铁超小原子簇和单原子Fe/g-C3N4 被引量:4
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作者 安素峰 张光辉 +9 位作者 刘佳强 李克艳 宛刚 梁言 纪东辉 Jeffrey T.Miller 宋春山 刘伟 刘中民 郭新闻 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1198-1207,共10页
超小原子簇和单原子分散的活性位点(USCAD)催化剂由于其高原子利用率、高活性、高稳定性等优点,成为多相催化领域一个新兴的研究热点.USCAD通常由载体缺陷、配体和分子筛或金属有机框架的孔道和笼锚定.而制备高密度的USCAD催化剂需要载... 超小原子簇和单原子分散的活性位点(USCAD)催化剂由于其高原子利用率、高活性、高稳定性等优点,成为多相催化领域一个新兴的研究热点.USCAD通常由载体缺陷、配体和分子筛或金属有机框架的孔道和笼锚定.而制备高密度的USCAD催化剂需要载体上有足够的锚定位点.石墨相氮化碳(g-C3N4)具有高稳定性、高密度且均匀分散的氮原子,是制备USCAD催化剂的理想载体.但是传统热解法制备的金属/g-C3N4催化剂通常为块体结构,会导致金属物种被严重包覆,进而导致催化活性下降.加入固体模板可以制备得到多孔金属g-C3N4催化剂,但是后续复杂的除模板过程制约了其实际应用.因此,开发一种简易的无模板方法制备USCAD金属/g-C3N4催化剂具有重要意义.本工作开发了一种简易的硫辅助热解法制备得到蜂窝状结构的高密度(Fe载量为17.7wt%)USCADFe/g-C3N4催化剂.其多孔蜂窝状结构使催化剂能够暴露更多的USCADFe活性位点,增加了活性位点与反应物的可接近性.通过球差电镜和同步辐射X射线吸收技术证明了Fe物种的分散形式.硫辅助热解法只需要在热解铁盐/三聚氰胺前驱体中加入适量的硫源即可得到蜂窝状的USCAD Fe/g-C3N4催化剂.硫元素作为一种"牺牲载体"通过与铁离子配位促进铁物种在前驱体混合物中分散,经过高温煅烧后以SO2的形式释放而不残留在催化剂中,免除了后续的除模板过程.通过TG-MS,XPS和IR等手段证明了硫元素在热解过程中的状态变化.这种硫辅助热解法表现出非常好的普适性,改变硫源种类(硫脲、硫粉、硫氰酸铵)和铁盐种类都可以得到具有蜂窝状孔道结构的USCADFe/g-C3N4催化剂.将催化剂应用于高级氧化过程可以高效降解各种有机污染物(苯酚、亚甲基蓝、亚甲基橙、罗丹明B),催化剂性能远远优于文献报道的其它Fe基催化剂和传统热解法制备的Fe/g-C3N4催化剂.该硫辅助热解法为无模板法制备纳米多孔USCAD金属/g-C3N4催化剂开辟了一条简易可行的途径. 展开更多
关键词 硫辅助法 多孔蜂窝状结构 超小原子簇和单原子 fe/g-c3n4 高级氧化技术
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Fe掺杂对改善g-C_3N_4结构提升光催化活性的影响 被引量:5
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作者 王鹏 魏晓芳 +3 位作者 田林 王士凡 朱文友 刘振民 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2019年第2期286-292,297,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 g-c3n4 fe掺杂 光催化活性
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Fe_3O_4/g-C_3N_4复合催化剂增强芬顿/光-芬顿和类过氧化酶反应的活性及稳定性(英文) 被引量:8
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作者 Shafaq Sahar Akif Zeb +2 位作者 刘亚男 Naseeb Ullah 徐安武 《Chinese Journal of Catalysis》 CSCD 北大核心 2017年第12期2110-2119,共10页
石墨相的氮化碳(g-C_3N_4)已被广泛用于光催化、水分解、光子检测器、电池、以及光电阴极.与其他光催化材料相比,g-C_3N_4具有价格低廉,易制备,无毒无污染等优点.此外,C_3N_4具有适宜的带隙(2.7 eV),能有效地吸收可见光.有关C_3N_4的光... 石墨相的氮化碳(g-C_3N_4)已被广泛用于光催化、水分解、光子检测器、电池、以及光电阴极.与其他光催化材料相比,g-C_3N_4具有价格低廉,易制备,无毒无污染等优点.此外,C_3N_4具有适宜的带隙(2.7 eV),能有效地吸收可见光.有关C_3N_4的光催化研究很多,但是其降解效率受限于电子空穴对的快速复合.因此,为了提高C_3N_4光催化反应效率,需要对其进行改性.磁铁矿(Fe_3O_4)广泛用于光催化和芬顿/光-芬顿反应.Fe_3O_4晶体具有反式尖晶石结构,其中Fe^(2+)和Fe^(3+)同时存在.研究表明,磁铁矿在酸性条件下催化效果显著,然而,它的比表面积小,随着反应时间的推移,铁离子会溶出,不利于有机物降解反应.因此,近来许多研究着重于磁铁矿复合物的制备,以提高磁铁矿的稳定性及催化性能.本文通过惰性氛围高温焙烧三聚氰胺制备了g-C_3N_4,再通过氯化铁和乙酸钠在乙醇中于180°C溶剂热反应,制备Fe_3O_4纳米粒子,最后通过静电自组装过程制备出Fe_3O_4/g-C_3N_4纳米复合材料.利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子光谱(XPS)等手段验证其组成和结构.XRD结果表明,Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料中可以清晰看到Fe_3O_4和g-C_3N_4的衍射峰,说明这两种材料的晶相得以保持.SEM和TEM结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒很好地附着在g-C_3N_4薄片上.XPS结果表明,氮化碳中存在典型的三种N峰;此外还存在铁的两种价态.光-芬顿活性测试中,相同条件下,Fe_3O_4/g-C_3N_4在60 min内将罗丹明B(RhB)几乎降解完全,而单组份的Fe_3O_4或g-C_3N_4对RhB的降解小于50%.可见,复合后的Fe_3O_4/g-C_3N_4光催化性能得到很大提升.单g-C_3N_4本身由于快速的电子空穴复合以及对双氧水的弱亲和力,因而对Rh B降解效果差.单独的Fe_3O_4由于在中性或者碱性条件下反而会抑制光催化芬顿活性.对于制备的Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料,具有以下优点:(1)电子在Fe^(3+)和g-C_3N_4的LUMO轨道上的转移降低了电子-空穴对的复合;(2)Fe_3O_4均匀分布在g-C_3N_4上,对于H_2O_2的吸附提供了有利的高比表面积;(3)Fe_3O_4和g-C_3N_4之间的界面相互作用使得Fe_3O_4的稳定性提高.通过降解RhB的动力学研究,得到反应速率为0.02 min^(–1),属准一级反应.分析检测结果表明,光-芬顿反应后,RhB分子被彻底矿化降解,没有中间产物生成,最终降解为CO_2和水.同时,通过对辣根过氧化物酶(HRP)模拟催化进行测试,以3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐(TMB)作为基质,同时添加双氧水和Fe_3O_4/g-C_3N_4,在pH值为4.5条件下,TMB可以被有效氧化.实验表明,Fe_3O_4/g-C_3N_4添加量为25 mg/ml时,对TMB氧化性能最佳.复合催化剂还用于多巴胺的催化氧化反应.结果表明,多巴胺的氧化反应速率常数为1.21 min^(–1),属一级动力学反应.总之,复合材料提高了Rh B的光催化降解活性和稳定性;对TMB和HRP亲和性好,表现出高的类过氧化酶反应活性;有效的多巴胺氧化反应表明其有望用于生物基氧化反应中.实验结果表明,本文发展的Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料为其他类型复合材料的制备与应用提供了新的思路. 展开更多
关键词 fe3O4/g-c3n4纳米复合材料 芬顿反应 染料降解 类辣根过氧化物酶活性 辣根过氧化酶模拟反应
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g-C3N4负载Keggin型Fe单晶取代杂多酸盐对催化性能的影响
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作者 张杰 李会鹏 +1 位作者 赵华 蔡天凤 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期21-26,共6页
应用乙醚萃取法制备了Fe单晶取代的Keggin型磷钨酸盐(PW11Fe),并成功负载于石墨相氮化碳(g-C3N4),制备了不同掺杂量的复合催化剂。采用FTIR,XRD,XPS,UV-Vis,EIS,PL对催化剂进行表征。结果表明:PW11Fe的掺杂有效地调控了g-C3N4的能级结... 应用乙醚萃取法制备了Fe单晶取代的Keggin型磷钨酸盐(PW11Fe),并成功负载于石墨相氮化碳(g-C3N4),制备了不同掺杂量的复合催化剂。采用FTIR,XRD,XPS,UV-Vis,EIS,PL对催化剂进行表征。结果表明:PW11Fe的掺杂有效地调控了g-C3N4的能级结构。并且能够有效降低光生电子空穴的复合几率,拓宽了光的响应范围,其中当掺杂量为15%(0.15CN)时表征结果最佳。以罗丹明B(RhB)为反应探针,在500W氙灯(配420nm滤光片)照射下考察催化剂的反应活性及稳定性。结果表明:负载PW11Fe后显著提高了g-C3N4对于反应底物的吸附性能以及反应活性。0.15CN表现出最佳的反应活性,光照90min降解率达到100%,反应速率常数为0.04266min-1,是纯g-C3N4的21.9倍。当循环使用4次后,催化活性几乎不变。 展开更多
关键词 fe单晶取代 杂多酸 g-c3n4 能级调控 光催化降解
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Facile Fabrication of Fe2O3/Nitrogen Deficient g-C3N4-x Composite Catalysts with Enhanced Photocatalytic Performances 被引量:2
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作者 刘琪 ZHANG Shici +2 位作者 LI Ermao 张义 夏世斌 《Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science)》 SCIE EI CAS 2019年第5期1018-1023,共6页
The modification of graphitic carbon nitride can significantly improve the photocatalytic performance of graphitic carbon nitride(g-C3N4).Fe2O3/nitrogen-deficient g-C3N4-x composite catalysts were prepared with dicyan... The modification of graphitic carbon nitride can significantly improve the photocatalytic performance of graphitic carbon nitride(g-C3N4).Fe2O3/nitrogen-deficient g-C3N4-x composite catalysts were prepared with dicyandiamide as the precursor and Fe3+doped in this study.The composite catalysts were characterized by XRD,SEM,FT-IR,XPS and photocurrent measurements.Close interaction occurred between Fe2O3 and nitrogen deficient g-C3N4-x,more photogenerated electrons were created and effectively separated from the holes,resulting in a decrease of photocarrier recombination,and thus enhancing the photocurrent.Photocatalytic performance experiments showed that Fe2O3/nitrogen deficient g-C3N4-x could utilize lowenergy visible light more efficiently than pure g-C3N4,and the removal rate was 92%in 60 minutes. 展开更多
关键词 fe2O3/nitrogen DEFICIEnT g-c3n4-x characterization carbon materials HETEROJUnCTIOn efficient photocatalytic activity
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低光照强度下氧化石墨烯-g-C_3N_4/PVDF膜的光催化降解性能研究 被引量:5
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作者 杭祖圣 陆炎 +1 位作者 黄玉安 谈玲华 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第16期1-6,共6页
基于π-π非共价掺杂的原理,采用半封闭高温烧结法制备了GO/g-C3N4。结构分析表明,GO与g-C3N4发生了相互作用。考察了GO引入前后g-C3N4在低光照强度下紫外光降解甲基橙的光催化活性。结果表明,掺杂适量的GO能够提高g-C3N4的光催化活性,... 基于π-π非共价掺杂的原理,采用半封闭高温烧结法制备了GO/g-C3N4。结构分析表明,GO与g-C3N4发生了相互作用。考察了GO引入前后g-C3N4在低光照强度下紫外光降解甲基橙的光催化活性。结果表明,掺杂适量的GO能够提高g-C3N4的光催化活性,当烧结温度为500℃、GO掺杂量为0.5wt%,热解温度为500℃时光催化降解率最高,达到39.50%。 展开更多
关键词 fe掺杂g-c3n4 PVDF复合膜 低光照强度 光催化降解
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可磁分离Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料的制备及其性能 被引量:8
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作者 周银 张平 +4 位作者 邹赛 康莉会 杨志文 祁洪存 李四坤 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3189-3195,共7页
为了利用Fe_3O_4的磁响应性及石墨相C_3N_4(g-C_3N_4)优良的光催化活性,首先采用高温热聚合法,以尿素为前驱体制备g-C_3N_4,然后采用水热法合成了可磁分离Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料。利用TEM、XRD、TGA、BET和振动样品磁强计(VSM)等多... 为了利用Fe_3O_4的磁响应性及石墨相C_3N_4(g-C_3N_4)优良的光催化活性,首先采用高温热聚合法,以尿素为前驱体制备g-C_3N_4,然后采用水热法合成了可磁分离Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料。利用TEM、XRD、TGA、BET和振动样品磁强计(VSM)等多种测试手段表征分析Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料的形貌、晶型结构、比表面积、成分、饱和磁化强度等。通过模拟太阳光下Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料光催化吸附降解亚甲基蓝(MB)的实验,评价了Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料的吸附性能及光催化性能。结果表明,可磁分离Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料具有较大的比表面积,约为71.89m2/g;且具有较好的磁性,饱和磁化强度为18.79emu/g,可实现复合材料的分离回收;光照240min时,Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料对MB的去除率为56.54%。所制备的Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料具有优良的吸附性能、光催化活性和磁性,并可通过外加磁场进行分离与回收。 展开更多
关键词 石墨相C3n4(g-c3n4) fe3O4 复合材料 吸附性能 光催化
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Novel ternary g-C_3N_4/Fe_3O_4/MnWO_4 nanocomposites: Synthesis,characterization, and visible-light photocatalytic performance for environmental purposes 被引量:7
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作者 Mitra Mousavi Aziz Habibi-Yangjeh Davod Seifzadeh 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第9期1638-1651,共14页
The g-C3 N4/Fe3 O4/MnWO4 nanocomposites were prepared by a refluxing-calcination procedure. Visiblelight-induced photocatalytic experiments showed that the g-C3 N4/Fe3 O4/MnWO4(10%) nanocomposite has excellent abili... The g-C3 N4/Fe3 O4/MnWO4 nanocomposites were prepared by a refluxing-calcination procedure. Visiblelight-induced photocatalytic experiments showed that the g-C3 N4/Fe3 O4/MnWO4(10%) nanocomposite has excellent ability to degrade a range of contaminants including rhodamine B, methylene blue, methyl orange, and fuchsine, which is about 7, 10, 25, and 31 times of the g-C3 N4 photocatalyst, respectively.Reactive species trapping experiments revealed that superoxide anion radicals play major role in the photodegradation reaction of rhodamine B(RhB). After the treatment process, the utilized photocatalyst was magnetically recovered and reused with negligible loss in the photocatalytic activity, which is vital in the photocatalytic processes. Finally, a mechanism was proposed for the enhanced interfacial carrier separation and transfer and the improved photocatalytic performance. 展开更多
关键词 g-c3n4/fe3O4/MnWO4 Magnetically recoverable photocatalyst Visible-light photocatalyst Wastewater
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铁改性石墨相氮化碳催化苯酚羟基化反应合成二酚
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作者 张力嫱 高陆玺 +3 位作者 吕雪川 焦玉娟 高肖汉 曹月坤 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期403-409,共7页
石墨相氮化碳(g-C3N4)以其独特的电子结构和化学特性引起了广泛关注。以双氰胺和硝酸铁为原料,制备了Fe改性的石墨相氮化碳(Fe/g-C3N4),采用红外光谱、XRD和N 2吸附-脱附等分析手段对g-C3N4和Fe/g-C3N4进行了表征,并用以催化苯酚羟基化... 石墨相氮化碳(g-C3N4)以其独特的电子结构和化学特性引起了广泛关注。以双氰胺和硝酸铁为原料,制备了Fe改性的石墨相氮化碳(Fe/g-C3N4),采用红外光谱、XRD和N 2吸附-脱附等分析手段对g-C3N4和Fe/g-C3N4进行了表征,并用以催化苯酚羟基化反应合成二酚,研究了Fe/g-C3N4催化性能的影响因素。结果表明,Fe/g-C3N 4材料具有良好的介孔结构,Fe的引入改变了g-C3N4层状结构的层间距。当苯酚/H2O2摩尔比为2/1、铁负载量为0.7%(质量分数)、反应温度为50℃、反应时间为6 h时,苯酚的转化率达到39.7%,邻苯二酚和对苯二酚的总选择性为85.8%。重复实验结果证实该催化剂可以重复使用。 展开更多
关键词 苯酚羟基化 过氧化氢 绿色化学 石墨相氮化碳(g-c 3n 4) fe/g-c 3n 4
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磁性氮化碳的制备及其光催化活性研究
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作者 杨晶 张纤千 +2 位作者 劳继游 韦良 杨显德 《南宁师范大学学报(自然科学版)》 2020年第4期86-91,共6页
工业快速发展的同时,环境污染日趋严重,光催化技术被认为是最有前景的污水处理技术。为了解决光催化剂的回收利用问题,以尿素和九水合硝酸铁为原料,通过煅烧法先合成石墨相氮化碳(g-C3N4),然后采用热聚合法制备了一系列不同氧化铁含量的... 工业快速发展的同时,环境污染日趋严重,光催化技术被认为是最有前景的污水处理技术。为了解决光催化剂的回收利用问题,以尿素和九水合硝酸铁为原料,通过煅烧法先合成石墨相氮化碳(g-C3N4),然后采用热聚合法制备了一系列不同氧化铁含量的Fe2O3/g-C3N4复合磁性可见光响应催化剂。结果表明,Fe2O3与g-C3N4形成了异质结,复合材料光催化活性良好。当Fe2O3含量为10%时,复合催化剂的光催化降解活性和磁分离回收性能均较好,反应30min后罗丹明B水溶液的降解率高达99.48%。 展开更多
关键词 g-c3n4 fe2O3 磁性 光催化
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