mpg-C3N4/BiVO4异质结光催化剂的制备及其降解复方磺胺甲恶唑的效果研究

采用水热合成法制备了典型的手里剑型钒酸铋晶体(BiVO4),利用硬模板法制备了介孔氮化碳材料(mpg-C3N4),运用超声分散的方法将二者复合,制得mpg-C3N4/BiVO4异质结光催化剂。文章考察了其在可见光条件下降解复方磺胺甲恶唑的效果,并探讨了影响降解效果的因素。

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%。

3维海绵状介孔氮化碳的制备及其光催化性能

以二氧化硅(SiO_2)球体为模版、三聚氰胺(melamine)为前躯体,通过固相反应方法制备具有可见光催化活性的海绵状介孔石墨相氮化碳(mpg-C_3N_4).采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、冷场发射式扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积测试仪(BET)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等对样品进行表征.以亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)为目标降解物,以直接煅烧前躯体得到的块状氮化碳(bulk-C_3N_4)和多孔氮化碳(mpg-C_3N_4)为光催化剂,研究可见光辐射下两个样品的光催化特性.研究结果表明,多孔氮化碳(mpg-C_3N_4)对MB和MO的降解率优于块状氮化碳(bulk-C_3N_4)的,且优于传统的金属氧化物催化剂TiO_2的.经过120min光照后,mpg-C_3N_4样品对MB和MO的降解效率分别可达99.6%和99.9%,且在10^(-6)～10^(-7) mol·L^(-1)的浓度下依然有很高的降解效率,因此可对微量和痕量的有机污染物进行有效降解.

介孔氮化碳光催化降解诺氟沙星的动力学机制

采用一种简单高效的制备方法,利用Si O2为模板制备出具有更高催化活性的介孔氮化碳材料(mpg-C3N4),并通过透视电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附测试(BET)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)对mpg-C3N4的形貌、组成结构进行表征.结果显示,mpg-C3N4表面存在大量直径约12nm的孔状结构,与g-C3N4相比,比表面积大幅度增大,并因此提供了更多的活性位点从而提高其光催化活性.使用紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)对其光电化学性能进行测试.结果表明介孔材料的引入使得氮化碳的吸收光谱发生红移,并降低了光生电子-空穴对复合率,从而提高对可见光利用效率.通过对诺氟沙星(NOR)的降解与吸附实验研究表明,NOR的光催化降解过程符合一级动力学和Langmuir-Hinshelwood动力学模型,而mpg-C3N4对NOR的吸附符合二级动力学,表明NOR的光催化降解主要发生在催化材料的表面且以化学吸附为主.吸附实验表明mpg-C3N4在30min内可以吸附56.78%的NOR,降解实验显示,光解1.5h后,超过90%的NOR可被降解.相比体相g-C3N4,mpg-C3N4表现出良好的吸附性能和光催化性能.pH值影响实验表明pH值约为7.41时达到最佳降解效果,主要归因于药物形态与材料表面电荷作用.淬灭实验表明O2·-和h+是降解体系中的主要活性物质.

介孔石墨相氮化碳纳米片的制备及光催化抗菌性能研究

采用盐酸预处理三聚氰胺后煅烧的方法制备介孔石墨相氮化碳纳米片(mpg-C_3N_4)。通过X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、紫外-可见光光谱、荧光光谱和比表面积对样品的性质进行表征,并研究石墨相氮化碳(g-C_3N_4)和mpg-C_3N_4的光催化抗菌(大肠杆菌)活性。mpg-C_3N_4和g-C_3N_4具有相同的分子结构,但mpg-C_3N_4的介孔和超薄纳米片结构有效增大了比表面积,同时显著降低了光生e^-和h^+的复合率,从而表现出优异的光催化抗菌活性。h^+和·O_2^-是mpg-C_3N_4光催化抗菌过程中主要的活性基团。

介孔石墨相氮化碳制备及其催化应用研究进展

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)是一种新型的非金属半导体光催化剂,具有良好的热稳定性和化学稳定性。近年来,许多研究聚焦于在g-C_3N_4基体中构建介孔结构。此类介孔石墨相氮化碳(mpg-C_3N_4)具有较大比表面积,并在催化领域得到广泛应用。本文综述了mpg-C_3N_4的结构、制备方法,并详细介绍了mpg-C_3N_4在催化领域的应用。未来,构建有序介孔结构及提高其光催化性能依然是mpg-C_3N_4领域的研究重点。

石墨烯插层介孔氮化碳光催化剂制备及其催化性能研究

以单氰胺,胶态二氧化硅和氧化石墨烯(GO)为原料,采用热聚合的方法制备出了石墨烯插层的介孔氮化碳(mpg-C_3N_4/r GO)光催化剂。对其形态结构及物理化学特性进行了表征和分析,研究了催化剂在氙灯照射下对甲基橙的光催化活性及降解机理,考察了石墨烯掺杂比例对光催化剂催化性能的影响。结果表明,经热聚合反应,GO和mpg-C_3N_4成功复合;相较于g-C_3N_4,mpg-C_3N_4/r GO的比表面积增大11倍。mpg-C_3N_4/r GO的降解效率明显优于g-C_3N_4和mpg-C_3N_4,且优化的GO掺杂质量分数为0.5%,90 min对甲基橙去除率接近100%。在甲基橙光催化降解中(h^+)和(O_2^(·-))是主要活性物质。