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多孔氮化碳/石墨烯复合材料的实验制备 被引量：4
1
作者 李亮 陈远荣 +2 位作者 季家友 张占辉 黄华波 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第1期49-52,93,共5页
设计了多孔氮化碳/石墨烯复合材料的制备实验,利用三聚氰胺与氯化钠共混煅烧得到多孔氮化碳(FCN)后,以多孔氮化碳(FCN)与氧化石墨烯(GO)为基体,通过水热法合成三维多孔功能氮化碳/还原氧化石墨烯(FCN/RGO)复合材料。利用X射线衍射仪、... 设计了多孔氮化碳/石墨烯复合材料的制备实验,利用三聚氰胺与氯化钠共混煅烧得到多孔氮化碳(FCN)后,以多孔氮化碳(FCN)与氧化石墨烯(GO)为基体,通过水热法合成三维多孔功能氮化碳/还原氧化石墨烯(FCN/RGO)复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征了FCN/RGO的内部结构和微观形貌,并通过电化学工作站分析了FCN/RGO的电化学性能。分析结果表明,与传统的块状氮化碳/还原氧化石墨烯(BCN/RGO)相比,FCN/RGO的电化学性能有显著提升,在电流密度为0.5 A/g时,比电容达到277 F/g,与BCN/RGO相比提升了29.4%;且在经过1000圈循环后比电容保持率依旧达99.1%。FCN/RGO复合材料组装的电容器充电后可点亮红色LED灯,在超级电容器电极材料领域具有一定的应用潜力。 展开更多
关键词 多孔氮化碳 还原氧化石墨烯 复合材料 超级电容器
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多孔石墨相氮化碳的制备及对U(Ⅵ)的吸附机理研究 被引量：4
2
作者 葛玉杰 吴姣 +2 位作者 王国华 周帅 刘金香 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期603-611,共9页
以三聚氰胺为原料、碳酸钙为辅助模板,采用热聚合法对石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))进行改性,制备了多孔石墨相氮化碳(PCN)材料,研究了g-C_(3)N_(4)改性前后对U(Ⅵ)的吸附效果,并利用SEM、BET、FT-IR、XPS等表征手段对PCN吸附U(Ⅵ)的机理... 以三聚氰胺为原料、碳酸钙为辅助模板,采用热聚合法对石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))进行改性,制备了多孔石墨相氮化碳(PCN)材料,研究了g-C_(3)N_(4)改性前后对U(Ⅵ)的吸附效果,并利用SEM、BET、FT-IR、XPS等表征手段对PCN吸附U(Ⅵ)的机理进行了分析。结果表明:PCN比表面积显著增大(58.5 m^(2)/g),约为g-C_(3)N_(4)的4倍;在初始pH=5、吸附时间2 h、U(Ⅵ)初始浓度10 mg/L、PCN用量0.2 g/L、温度303 K条件下,PCN对U(Ⅵ)的最大吸附量为92 mg/g;整个吸附过程符合准二级动力学方程以及Langmuir等温吸附模型;此外,升高温度有利于PCN对U(Ⅵ)的吸附。FT-IR、XPS表征结果表明,PCN中的含氮基团参与了PCN对U(Ⅵ)的吸附去除。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 多孔石墨相氮化碳 U(Ⅵ) 吸附机理
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用聚苯乙烯软模板合成多孔石墨相氮化碳 被引量：5
3
作者 沈谈笑 张见玲 +1 位作者 江龙 淡宜 《化学研究与应用》 CSCD 北大核心 2017年第6期873-877,共5页
以通过乳液聚合方法制备的聚苯乙烯粒子作为软模板,合成了多孔石墨相氮化碳(g-C_3N_4)。通过傅立叶变换红外光谱,X射线衍射和X射线光电子能谱分析并结合比表面积测定,研究了模板对g-C_3N_4的化学结构和晶体结构的影响,结果表明:模板的... 以通过乳液聚合方法制备的聚苯乙烯粒子作为软模板,合成了多孔石墨相氮化碳(g-C_3N_4)。通过傅立叶变换红外光谱,X射线衍射和X射线光电子能谱分析并结合比表面积测定,研究了模板对g-C_3N_4的化学结构和晶体结构的影响,结果表明:模板的引入不改变g-C_3N_4的化学结构,对晶体结构也基本无影响,通过调节聚苯乙烯软模板的含量可以控制g-C_3N_4的孔隙率和比表面积;紫外-可见吸收光谱测定结果表明:所合成多孔石墨相氮化碳在200-800nm波长范围内均有吸收。比表面的可调控性和宽光谱吸收有利于促进多孔石墨相氮化碳在光催化领域的应用。 展开更多
关键词 多孔石墨相氮化碳(g-C3N4) 聚苯乙烯 软模板
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采用薄层氮化碳促进的高性能钯基催化剂用于甲酸分解制氢 被引量：2
4
作者 孙志聪 罗二桂 +4 位作者 孟庆磊 王显 葛君杰 刘长鹏 邢巍 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第3期83-90,共8页
自第一次工业革命以来,传统的化石能源(煤炭,石油等)一直是能源消费的主体。但是,随着社会的进步和技术的发展,能耗不断增加。但是化石能源不仅储量有限,而且还会引起严重的环境问题(环境污染和温室效应)。因此,清洁和可持续能源的研究... 自第一次工业革命以来,传统的化石能源(煤炭,石油等)一直是能源消费的主体。但是,随着社会的进步和技术的发展,能耗不断增加。但是化石能源不仅储量有限,而且还会引起严重的环境问题(环境污染和温室效应)。因此,清洁和可持续能源的研究与开发尤为重要,氢能是研究的重点之一。由于氢具有高能量密度、清洁和可持续性的特点,因而成为了最有前景的能源载体。然而,氢气的储存和运输困难严重限制了其在质子交换膜燃料电池中的实际应用。作为液态氢存储材料之一,甲酸在催化剂存在下于室温下即可分解。另外,甲酸分解制氢的反应中不会释放有毒有害气体,对环境友好。用于甲酸分解(FAD)的高效催化剂是制氢的关键材料。本文制备了由薄层氮化碳促进的高性能钯(Pd)基催化剂,用于甲酸分解。首先,通过一步法直接煅烧三聚硫氰酸,以获得氮化碳(C_(3)N_(4)-S),然后制备以C_(3)N_(4)-S为载体的Pd基FAD催化剂(Pd/C_(3)N_(4)-S)。在三聚硫氰酸的热解过程中,―SH基团的溢出具有剥离作用,因此形成的C_(3)N_(4)为破碎的薄层,具有较大的比表面积和孔体积。由于改善的比表面积和孔体积以及大量的缺陷附着位点,C_(3)N_(4)-S载体可以有效地分散Pd纳米颗粒。此外,由于载体和金属之间的电子效应,该载体可以有效地调节催化剂表面上的Pd^(2+)含量。因此,Pd/C_(3)N_(4)-S表现优异的FAD性能。在30°C下,该催化剂可将甲酸有效分解为CO_(2)和H_(2),转换频率(TOF值)和质量比活性分别达到了2083 h−1和19.52 mol·g−1·h−1。并且气相色谱测试结果表明,气体产物中不含CO,表明Pd/C_(3)N_(4)-S催化剂具有优异的选择性。另外,Pd/C3N4-S催化剂也具有良好的稳定性。经过4次循环测试,催化性能仅下降了不到10%。该研究为研究高性价比、制备方法简单的甲酸制氢催化剂提供了一定的指导作用。 展开更多
关键词 多孔氮化碳 薄层 钯纳米粒子 异相催化 甲酸分解
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均匀分散的纳米银/介孔氮化碳复合微粒的协同光催化性能研究 被引量：2
5
作者 米贺 安静 +4 位作者 陈韶蕊 殷蓉 闫徐冬 刘怡维 王德松 《河北科技大学学报》 CAS 2020年第1期14-22,共9页
为了有效还原污染水中的硝基化合物和光解水制氢,采用浸渍法制备纳米银/介孔石墨相氮化碳(Ag/mp g-C3N4)复合微粒,继而通过简单吸附法制备Ag/5-OH-ZnTPP/mp g-C3N4复合微粒,利用BET,SEM,XRD和XPS等表征方法对所制备复合微粒的形貌、微... 为了有效还原污染水中的硝基化合物和光解水制氢,采用浸渍法制备纳米银/介孔石墨相氮化碳(Ag/mp g-C3N4)复合微粒,继而通过简单吸附法制备Ag/5-OH-ZnTPP/mp g-C3N4复合微粒,利用BET,SEM,XRD和XPS等表征方法对所制备复合微粒的形貌、微观结构和组成进行测试,结果显示,介孔石墨相氮化碳(mp g-C3N4)呈多孔片层状,纳米银粒子(AgNPs)均匀分散于mp g-C3N4表面及片层间。通过UV-vis DRS,PL和PT等表征方法对Ag/5-OH-ZnTPP/mp g-C3N4复合微粒的光电性能进行测试,结果表明,AgNPs的引入和锌卟啉的表面敏化作用提高了mp g-C3N4基体对可见光的利用率。选用对硝基苯酚还原和光解水制氢为模型反应,经贵金属沉积改性及锌卟啉表面敏化改性后显著提高了mp g-C3N4基体的光催化活性。因此,Ag/5-OH-ZnTPP/mp g-C3N4复合微粒对4-NP的还原反应及光解水制氢具有高效催化活性。 展开更多
关键词 催化化学 多孔石墨相氮化碳 纳米银 光解水制氢 锌卟啉 对硝基苯酚
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一维/二维W_(18)O_(49)/多孔g-C_(3)N_(4)梯形异质结构建及其光催化析氢性能研究 被引量：22
6
作者 黄悦 梅飞飞 +2 位作者 张金锋 代凯 Graham Dawson 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第7期7-15,共9页
提高光催化分解水制氢的效率是能量转换领域的关键挑战。本研究首先合成了二维多孔氮化碳(PCN),然后在二维PCN上原位生长了一维W_(18)O_(49)(WO),形成了一种新型的梯形(S型)异质结。该异质结可以加快界面电荷的分离和转移,赋予WO/PCN体... 提高光催化分解水制氢的效率是能量转换领域的关键挑战。本研究首先合成了二维多孔氮化碳(PCN),然后在二维PCN上原位生长了一维W_(18)O_(49)(WO),形成了一种新型的梯形(S型)异质结。该异质结可以加快界面电荷的分离和转移,赋予WO/PCN体系更好的氧化还原能力。此外,具有多孔结构的PCN提供了更多的催化活性位点。与WO和PCN相比,20%WO/PCN复合材料具有更高的H_(2)产率(1700μmol∙g^(−1)∙h^(−1)),是PCN(30μmol∙g^(−1)∙h^(−1))的56倍。本研究提供了一种新S型光催化剂用于光催化制氢领域。 展开更多
关键词 S型 光催化制氢 W_(18)O_(49) 多孔氮化碳 异质结
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碳掺杂pg-C_(3)N_(4)的制备及其光催化性能研究 被引量：1
7
作者 王争争 刘怡维 +3 位作者 代德钊 安静 王若鹏 王赛 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第3期256-265,共10页
为了提高单一半导体材料的光催化活性,采用水热法制备高比表面积的多孔石墨相氮化碳(pg-C_(3)N_(4)),通过碳掺杂和金纳米粒子(AuNPs)负载对pg-C_(3)N_(4)进行改性得到Au/pg-C@C_(3)N_(4)复合纳米材料,并对复合材料的组成、微观结构和性... 为了提高单一半导体材料的光催化活性,采用水热法制备高比表面积的多孔石墨相氮化碳(pg-C_(3)N_(4)),通过碳掺杂和金纳米粒子(AuNPs)负载对pg-C_(3)N_(4)进行改性得到Au/pg-C@C_(3)N_(4)复合纳米材料,并对复合材料的组成、微观结构和性能进行表征。结果显示,碳元素的引入并未破坏pg-C_(3)N_(4)原有的片层结构,但明显提高了pg-C_(3)N_(4)的比表面积(高达158.2 m^(2)/g);AuNPs引入基体后,AuNPs的等离子共振效应可显著提高基体对可见光的吸收和光生电子-空穴的分离效率;当AuNPs含量为0.5%(质量分数)时,复合纳米材料具有最佳的光催化性能(表观反应速率常数k=0.0784 s^(-1))。因此,通过碳掺杂和纳米Au负载改性pg-C_(3)N_(4)可制备高活性复合光催化剂,为今后进一步提高氮化碳基催化剂的催化活性提供了理论基础。 展开更多
关键词 聚合物基复合材料 多孔石墨相氮化碳 碳掺杂 纳米Au 光催化性能 机理
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TiO_(2)-NB/pg-C3N4可见光催化降解17α-乙炔雌二醇的机理 被引量：5
8
作者 罗利军 孟德梅 +4 位作者 戴建辉 李俊红 郑丽波 夏丽红 蒋峰芝 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期654-664,共11页
通过煅烧自制的TiO_(2)纳米带(TiO_(2)-NB)和多孔氮化碳(pg-C_(3)N_(4))制备出新型的TiO_(2)纳米带/多孔氮化碳(TiO_(2)-NB/pg-C_(3)N_(4))光催化剂,优化了其制备条件,并用于可见光条件下催化降解雌激素活性最强的17α-乙炔雌二醇(EE2)... 通过煅烧自制的TiO_(2)纳米带(TiO_(2)-NB)和多孔氮化碳(pg-C_(3)N_(4))制备出新型的TiO_(2)纳米带/多孔氮化碳(TiO_(2)-NB/pg-C_(3)N_(4))光催化剂,优化了其制备条件,并用于可见光条件下催化降解雌激素活性最强的17α-乙炔雌二醇(EE2).通过SEM、TEM、XRD、UV-vis DRS、PL、XPS和BET等手段对催化剂结构和表面物理化学性质进行表征和分析.结果表明,B型TiO_(2)纳米带均匀负载至多孔氮化碳薄片上,形成TiO_(2)-NB/pg-C_(3)N_(4)复合光催化剂.最优条件下制备的TiO_(2)-NB/pg-C_(3)N_(4)降解EE2的速率常数(0.02537min^(-1))分别是TiO_(2)-NB(0.00197min^(-1))和pg-C_(3)N_(4)(0.0077min^(-1))的12.88倍和3.29倍.自由基捕获实验结果显示超氧自由基(·O_(2)-)是TiO_(2)-NB/pg-C_(3)N_(4)可见光催化降解EE2的主要活性物种.HPLC-MS中间体检测结果显示,可能的降解中间体主要有4个,提出可能的降解途径,而且通过MCF-7雌激素活性测试法可知降解过程产物的雌激素活性基本消除. 展开更多
关键词 TiO_(2)纳米带 多孔氮化碳 复合光催化剂 光催化 17α-乙炔雌二醇
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pg-C_(3)N_(4)/CQDs复合物可见光下光催化产过氧化氢的性能研究 被引量：2
9
作者 罗一飞 石建惠 +2 位作者 王辉 杨恬甜 居晨珂 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第2期235-240,共6页
光催化产过氧化氢(H_(2)O_(2) )相比于传统的蒽醌法,具有清洁环保、条件温和、功耗低等优点。石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种很有前途的产H_(2)O_(2) 的光催化剂,但由于其比表面积小、光响应范围窄、光生电子-空穴易复合等缺点,产H_(2)O_(... 光催化产过氧化氢(H_(2)O_(2) )相比于传统的蒽醌法,具有清洁环保、条件温和、功耗低等优点。石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种很有前途的产H_(2)O_(2) 的光催化剂,但由于其比表面积小、光响应范围窄、光生电子-空穴易复合等缺点,产H_(2)O_(2) 的效率比较低。利用盐酸三聚氰胺作为前驱体合成多孔石墨相氮化碳(pg-C_(3)N_(4)),同时在其表面负载碳量子点(CQDs),制备得到pg-C_(3)N_(4)/CQDs复合光催化剂,并通过XRD、TEM、UV-Vis、TP、PL等表征测试样品的结构、形貌、光学和电化学性能。该催化剂具有较大的比表面积,同时基于CQDs的光学特性和良好的捕获、转移电子的性质,极大地提高了复合光催化剂的光响应范围(甚至达到近红外区域),并有效地抑制了光生电子-空穴的复合。在可见光产H_(2)O_(2) 的实验中,pg-C_(3)N_(4)/CQDs表现出较高的光催化产H_(2)O_(2) 活性,反应5 h后H_(2)O_(2) 浓度可以达到0.301 mmol/L,分别是g-C3N4和pg-C_(3)N_(4)的27和13倍。最后通过自由基捕获实验提出了pg-C_(3)N_(4)/CQDs产H_(2)O_(2) 可能的机理。 展开更多
关键词 多孔石墨相氮化碳 碳量子点 可见光 光催化产过氧化氢
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