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石墨相氮化碳的改性及在环境领域的应用研究进展
1
作者 朱蓓蓓 周杰 刁国旺 《化工新型材料》 北大核心 2025年第2期40-47,52,共9页
石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))是一种典型的碳基无金属光催化剂,具有低成本和环境友好的显著优点,逐渐成为催化和环境等领域的研究热点。然而,g-C_(3)N_(4)存在电导率低、电荷载流子复合率高等固有缺陷,基于g-C_(3)N_(4)的改性研究以提高... 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))是一种典型的碳基无金属光催化剂,具有低成本和环境友好的显著优点,逐渐成为催化和环境等领域的研究热点。然而,g-C_(3)N_(4)存在电导率低、电荷载流子复合率高等固有缺陷,基于g-C_(3)N_(4)的改性研究以提高其光催化性能已成为研究者的主要工作。对近年来有关g-C_(3)N_(4)的改性策略进行系统总结,主要包括结构微调和复合体系构建,并对其在光解水产氢、CO 2还原、环境污染物去除等环境领域的应用进行总结,对目前工作中存在的问题及未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 改性 环境 应用
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石墨相氮化碳的光催化改性及在环境污染物降解中的应用
2
作者 李贞 凌雯昕 陈宇翔 《包装学报》 2025年第2期18-29,共12页
石墨相氮化碳(g-C_3N_4)作为一种不含金属的绿色半导体材料,逐渐成为光催化领域的热门材料之一,在降解环境污染物方面表现出广阔的发展前景和应用潜力。首先,对g-C_3N_4光催化剂降解污染物的机理进行分析,并从形貌结构设计、金属/非金... 石墨相氮化碳(g-C_3N_4)作为一种不含金属的绿色半导体材料,逐渐成为光催化领域的热门材料之一,在降解环境污染物方面表现出广阔的发展前景和应用潜力。首先,对g-C_3N_4光催化剂降解污染物的机理进行分析,并从形貌结构设计、金属/非金属掺杂、构建异质结3个方面对g-C_3N_4的光催化改性研究进行了阐述。其次,总结了在气体、土壤、水体3个不同环境下g-C_3N_4光催化剂降解污染物的应用研究。最后,对g-C_3N_4在包装领域的实际应用进行了展望。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 光催化改性 环境污染物
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壳聚糖/石墨相氮化碳抗菌纸及其对蓝莓的保鲜效果
3
作者 袁振磊 程姝蒨 +3 位作者 韩晨峰 李鑫 孙彬青 宋鲲 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第1期135-144,共10页
为了探究环境友好型的抗菌保鲜材料,本研究采用热氧化剥离法制备了石墨相氮化碳纳米片,结合生物降解材料壳聚糖制备了具有显著光动力抗菌活性的复合包装纸。扫描电镜和红外光谱表明,石墨相氮化碳纳米片的直径在100~500nm,厚度在5~10nm,... 为了探究环境友好型的抗菌保鲜材料,本研究采用热氧化剥离法制备了石墨相氮化碳纳米片,结合生物降解材料壳聚糖制备了具有显著光动力抗菌活性的复合包装纸。扫描电镜和红外光谱表明,石墨相氮化碳纳米片的直径在100~500nm,厚度在5~10nm,抗菌纸表面均匀负载壳聚糖包被的石墨相氮化碳纳米片。光催化抗菌实验表明,复合抗菌纸对大肠杆菌具备优异的光动力抗菌效果(99.7%),比单添加壳聚糖提高了87.8%。以蓝莓为测试对象,研究了复合包装纸的保鲜效果。与空白组相比,壳聚糖/石墨相氮化碳抗菌纸降低了蓝莓45.90%的腐烂率和29.72%的失重率,保持了硬度、可溶性形物、可滴定酸和花青素等品质特征,可将蓝莓的货架期从6天延长至10天。作为一种功能性抗菌包装纸,本研究的抗菌纸为果蔬的储藏保鲜提供了新的理论依据。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 抗菌纸 保鲜 蓝莓 光催化
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改性介孔石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))材料的构筑及其光催化还原U(Ⅵ)性能研究
4
作者 于明玥 郝帅 +2 位作者 黄文珑 蒋冬梅 夏良树 《核科学与工程》 北大核心 2025年第1期10-24,共15页
以纳米二氧化硅为硬模板、三聚氰胺为前驱体,通过热缩聚法高温制备了石墨相氮化碳的低聚物密勒胺(melem),采用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸脱附(BET)、傅里叶变换红外分析(FITR)、X射线衍射(XRD)等对其进行了表征,并研究了其光催化还原U... 以纳米二氧化硅为硬模板、三聚氰胺为前驱体,通过热缩聚法高温制备了石墨相氮化碳的低聚物密勒胺(melem),采用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸脱附(BET)、傅里叶变换红外分析(FITR)、X射线衍射(XRD)等对其进行了表征,并研究了其光催化还原U(Ⅵ)的性能。结果表明,melem/g-C_(3)N_(4)复合材料具有介孔结构,三聚氰胺和二氧化硅比例为2∶1的复合材料比表面积比原石墨相氮化碳提高约16倍;在可见光下,对于U(Ⅵ)的光催化还原率达到了94.8%,约是原石墨相碳化氮材料的两倍;其还原反应速率常数为0.0117 min^(-1),约为原g-C_(3)N_(4)(0.0034 min^(-1))的3.5倍;其禁带宽度缩窄,可见光吸收范围从约450 nm拓宽至500 nm,具备较高的稳定性和优异的光催化还原性能。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 介孔melem材料 铀 光催化
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硝酸剥离-盐模板法制备介孔石墨相氮化碳材料及其光催化还原U(Ⅵ)性能研究
5
作者 于明玥 郝帅 +2 位作者 黄文珑 蒋冬梅 夏良树 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期540-549,共10页
在实现双碳目标的背景下,核能作为清洁能源的替代品,对铀资源的需求不断增加,而由此产生的含铀废水对环境和健康构成了巨大威胁。光催化技术因其高效去除重金属和有机污染物的能力而备受关注。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4),CN)因其独特的... 在实现双碳目标的背景下,核能作为清洁能源的替代品,对铀资源的需求不断增加,而由此产生的含铀废水对环境和健康构成了巨大威胁。光催化技术因其高效去除重金属和有机污染物的能力而备受关注。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4),CN)因其独特的光催化性能在这一领域展现出广阔的应用前景。为了拓宽g-C_(3)N_(4)的光响应范围,使得更多活性位点具备利用价值,本文采用硝酸剥离-盐模板法制备介孔g-C_(3)N_(4)复合材料Na-HNO_(3)-CN,并采用SEM、BET、FT-IR、XRD等手段对其进行表征,进而研究其光催化还原U(Ⅵ)的性能。结果表明,Na-HNO_(3)-CN的结构呈三维立体多孔蜂窝状,与传统g-C_(3)N_(4)相比,Na-HNO_(3)-CN的表面积从5.38 cm^(3)/g增加至47.11 cm^(3)/g,孔容从0.12 cm^(3)/g增加到0.20 cm^(3)/g,可见光吸收范围从450 nm拓宽至550 nm,吸收边带发生红移,光电流响应远高于CN;其中CN与NaCl比例为3∶1的Na-HNO_(3)-CN对U(Ⅵ)的去除率达95.59%,约是块状CN的4.8倍;其还原反应速率常数(0.0198 min^(-1))是CN(0.0018 min^(-1))的11倍,具有优异的光催化还原U(Ⅵ)性能,表明介孔石墨氮化碳复合材料在环境修复特别是铀污染废水处理方面有较大的应用潜力。本文研究结果不仅揭示了Na-HNO_(3)-CN复合材料在光催化还原U(Ⅵ)方面优越的性能,也为未来开发高效光催化材料提供了新的思路。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 硝酸剥离-盐模板法 铀 光催化
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银-氧化亚铜/壳聚糖/石墨相氮化碳的制备及其光催化抗菌性能 被引量：3
6
作者 秦礼平 饶邵盛 +1 位作者 高帅 杨娟 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期102-106,110,共6页
利用壳聚糖改性石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为基体材料,以抗坏血酸为还原剂,以三水硝酸铜Cu(NO_(3))_(2)·3H_(2)O和硝酸银(AgNO_(3))为原料,采用水热法和微波法,依次将氧化亚铜和银纳米颗粒负载于g-C_(3)N_(4)表面,利用Ag和Cu_(... 利用壳聚糖改性石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为基体材料,以抗坏血酸为还原剂,以三水硝酸铜Cu(NO_(3))_(2)·3H_(2)O和硝酸银(AgNO_(3))为原料,采用水热法和微波法,依次将氧化亚铜和银纳米颗粒负载于g-C_(3)N_(4)表面,利用Ag和Cu_(2)O的协同作用,获得具有可见光抗菌性能的银和氧化亚铜负载石墨相氮化碳(Ag-Cu_(2)O/CTS/CN)复合材料。通过测定最小杀菌浓度(MBC)和最低抑菌浓度(MIC)考察不同银铜元素含量比对材料抗菌性能的影响。结果发现:在可见光照射条件下,Ag-Cu_(2)O/CN(1∶2)复合抗菌材料表现出最好的光催化活性和抗菌性能,MIC100%Ag=7.78×10-6,MBC100%Ag=3.89×10^(-6),在减少纳米银使用量的同时实现了可见光照射下的高效抗菌。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 氧化亚铜 银纳米颗粒 壳聚糖 光催化 抗菌性能
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氧化锌/石墨相氮化碳复合材料的制备及其光催化研究进展 被引量：1
7
作者 张平 王相统 +3 位作者 李宁 王曌 苏小平 魏小红 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期197-203,共7页
光催化是一种环境友好型技术,能够有效解决环境污染和能源短缺问题,具有广阔的应用前景。其基本原理是半导体催化剂在光照条件下产生具有强氧化还原能力的活性物种,这些活性物种可用来净化污染物、制备氢气、碳还原等。氧化锌/石墨相氮... 光催化是一种环境友好型技术,能够有效解决环境污染和能源短缺问题,具有广阔的应用前景。其基本原理是半导体催化剂在光照条件下产生具有强氧化还原能力的活性物种,这些活性物种可用来净化污染物、制备氢气、碳还原等。氧化锌/石墨相氮化碳(ZnO/g-C_(3)N_(4))复合材料具有新颖的结构,以及优良的导电、防光腐蚀等性能,一直是光催化领域的关注热点。ZnO/g-C_(3)N_(4)能有效提高光生载流子的分离效率和可见光利用率,从而提高其光催化性能。主要介绍了ZnO/g-C_(3)N_(4)复合材料的发展现状、制备方法,以及该复合材料在光催化降解污染物、抗菌、析氢、CO_(2)还原等领域的应用,并对未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 氧化锌/石墨相氮化碳 纳米复合材料 光催化氧化 光催化还原
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石墨相氮化碳基二元直接Z型异质结研究进展
8
作者 朱蓓蓓 周杰 刁国旺 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1497-1504,共8页
石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种无金属聚合物光催化剂,具有独特的性质和出色的性能,但g-C_(3)N_(4)光催化性能受光诱导电荷的快速复合、有限的光响应范围以及较弱的氧化能力等缺陷的制约,通过两种或两种以上半导体构建g-C_(3)N_(4... 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种无金属聚合物光催化剂,具有独特的性质和出色的性能,但g-C_(3)N_(4)光催化性能受光诱导电荷的快速复合、有限的光响应范围以及较弱的氧化能力等缺陷的制约,通过两种或两种以上半导体构建g-C_(3)N_(4)基异质结是解决以上缺陷的主要策略。综述了g-C_(3)N_(4)基直接Z型异质结的主要特征、光催化机理,详细介绍了基于g-C_(3)N_(4)的二元直接Z型异质结催化剂的制备及电荷载流子转移机制,同时指出目前存在的问题,并对未来发展的方向进行了展望。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 二元 直接Z型 异质结 光催化
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石墨相氮化碳的非金属多元素掺杂改性研究进展
9
作者 朱蓓蓓 余健美 +1 位作者 周杰 刁国旺 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期49-55,共7页
石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因廉价易得、环境友好且催化活性好等优点,逐渐在催化和环境等领域成为研究热点。然而,单一g-C_(3)N_(4)存在对可见光的吸收效率低等缺点,采用元素掺杂实现g-C_(3)N_(4)的骨架结构的调整,是克服这一缺点的有... 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因廉价易得、环境友好且催化活性好等优点,逐渐在催化和环境等领域成为研究热点。然而,单一g-C_(3)N_(4)存在对可见光的吸收效率低等缺点,采用元素掺杂实现g-C_(3)N_(4)的骨架结构的调整,是克服这一缺点的有效方法。对近年来有关非金属多元素组合掺杂的研究工作进行了系统总结,主要包括含氧、磷、硼和卤素等元素的二元和多元组合,并对非金属元素掺杂工作中存在的问题及未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 元素掺杂 非金属 多元素
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光催化材料石墨相氮化碳的合成、改性及应用 被引量：3
10
作者 杨文科 卢连雪 +2 位作者 李鹏 张健 胡绍争 《石油化工高等学校学报》 CAS 2024年第1期43-51,共9页
石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种对环境温和的半导体材料,在光催化领域具有良好的应用前景。但是,纯g-C_(3)N_(4)因比表面积小、光生载流子分离难等缺点影响了其光催化性能,限制了其大规模应用,因此对g-C_(3)N_(4)进行改性使其光催... 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种对环境温和的半导体材料,在光催化领域具有良好的应用前景。但是,纯g-C_(3)N_(4)因比表面积小、光生载流子分离难等缺点影响了其光催化性能,限制了其大规模应用,因此对g-C_(3)N_(4)进行改性使其光催化性能得到提升具有重要意义。从合成方法和改性策略出发,综述了近年来g-C_(3)N_(4)光催化剂的研究进展,并总结了g-C_(3)N_(4)光催化剂在废水处理降解污染物、产H_(2)及产H_(2)O_(2)等领域的应用发展。结果表明,改性后的g-C_(3)N_(4)光催化剂性能得到了巨大的提升。最后,对g-C_(3)N_(4)的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 光催化 材料制备 改性方法 应用
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类石墨相氮化碳二维纳米片的制备及可见光催化性能研究 被引量：10
11
作者 阎鑫 惠小艳 +5 位作者 闫从祥 艾涛 苏兴华 王振军 孙国栋 赵鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期77-80,共4页
以三聚氰胺为原料制备类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),采用球磨与超声联用技术制备g-C_3N_4二维纳米片。利用X射线衍射光谱(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、荧光(PL)光谱等分析手段... 以三聚氰胺为原料制备类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),采用球磨与超声联用技术制备g-C_3N_4二维纳米片。利用X射线衍射光谱(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、荧光(PL)光谱等分析手段对制备的催化剂进行了表征。结果表明:g-C_3N_4二维纳米片具有与体相g-C_3N_4相同的晶体结构,片层结构仅有5个原子层厚。g-C_3N_4二维纳米片增加了对可见光的吸收,提高了光生电子-空穴对的分离效率。以染料罗丹明B的降解反应研究了g-C_3N_4二维纳米片在可见光下的催化性能。结果表明,球磨超声1h后制备的g-C_3N_4二维纳米片表现出最佳的光催化性能,150min内对罗丹明B的降解率高达94%,是体相g-C_3N_4的2倍。 展开更多
关键词 类石墨相氮化碳 纳米片 液相剥离 可见光催化
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不同气氛下类石墨相氮化碳的合成及热稳定性能 被引量：8
12
作者 姜鹏程 王周福 +2 位作者 王玺堂 刘浩 马妍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期6048-6053,共6页
本研究以三聚氰胺为原料,采用热聚合法分别在空气气氛和氩气气氛下进行不同温度的热处理,制备片层状类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))。运用XRD、SEM、TEM、FT-IR和Raman等对产物进行了表征分析,采用TG-DSC对三聚氰胺的热解行为和生成的g-C... 本研究以三聚氰胺为原料,采用热聚合法分别在空气气氛和氩气气氛下进行不同温度的热处理,制备片层状类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))。运用XRD、SEM、TEM、FT-IR和Raman等对产物进行了表征分析,采用TG-DSC对三聚氰胺的热解行为和生成的g-C_(3)N_(4)的热稳定性能进行了分析。结果表明:通过热聚合法可以将三聚氰胺合成高聚合度、具有片层状结构的纯相g-C_(3)N_(4)。氩气气氛下热聚合生成的g-C_(3)N_(4)表面光滑,片层状g-C_(3)N_(4)紧密堆积程度较空气气氛下热聚合生成的g-C_(3)N_(4)更高。热处理温度是影响g-C_(3)N_(4)的重要因素,500℃热处理即能生成片层状g-C_(3)N_(4),且在700℃仍能稳定存在。氩气气氛下合成的g-C_(3)N_(4)的热稳定性能比空气气氛下合成的g-C_(3)N_(4)更好。 展开更多
关键词 热聚合法 三聚氰胺 类石墨相氮化碳 热稳定性
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改性类石墨相氮化碳复合催化剂可见光催化还原水中Cr6+的研究 被引量：4
13
作者 李金英 孙海峰 +1 位作者 赵旭 杨春维 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期267-271,共5页
Cr6+是高毒性重金属污染物,一般采取还原而降低毒性的方法对其进行处置。光催化还原技术以其经济实用性、简单易操作等优点,成为处理Cr6+具有应用前景的方法之一。将类石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片(g-NCN)进行苝四羧酸二酰亚胺(PTCDA)修... Cr6+是高毒性重金属污染物,一般采取还原而降低毒性的方法对其进行处置。光催化还原技术以其经济实用性、简单易操作等优点,成为处理Cr6+具有应用前景的方法之一。将类石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片(g-NCN)进行苝四羧酸二酰亚胺(PTCDA)修饰,成功制备具有可见光响应的PI-g-NCN光催化剂。PI-g-NCN在波长大于420nm可见光条件下可高效光催化还原Cr6+,在5%PI-g-NCN催化剂投加量1g/L、甲醇体积比浓度为3%的反应条件下,100mg/L Cr6+60min内还原率达100%,反应过程遵循准一级动力学规律。PI-g-NCN光催化剂具有较好的稳定性,循环反应4次,其Cr6+还原率仍可达99.34%。 展开更多
关键词 光催化 石墨相氮化碳 苝四羧酸二酐 Cr6+
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氧磷共掺杂二维石墨相氮化碳的制备及光催化性能
14
作者 刘京津 赵华 +1 位作者 李会鹏 蔡天凤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期88-94,共7页
以三聚氰胺、草酸铵和磷酸铵为原料,采用超分子自组装法和热聚合法制备氧磷共掺杂的二维石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附脱附测试、紫外-... 以三聚氰胺、草酸铵和磷酸铵为原料,采用超分子自组装法和热聚合法制备氧磷共掺杂的二维石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附脱附测试、紫外-可见光漫反射光谱、荧光光谱和电化学阻抗谱等手段对催化剂进行表征,以染料罗丹明B(RhB)在可见光下的降解来评价样品的光催化性能。结果表明:氧磷共掺杂使g-C_(3)N_(4)形貌由一维柱状变为二维堆叠片状,禁带宽度变窄,电子-空穴的分离效率提高,光催化性能提升。·O_(2)^(-)、·OH和h^(+)三种活性基团协同作用使样品对罗丹明B的降解率达到92.11%,在重复使用五次后降解率仍在85%以上,具有良好的稳定性。所制备的氧磷共掺杂二维g-C_(3)N_(4)降解罗丹明B的速率常数为0.01660 min^(-1),是纯g-C_(3)N_(4)的12.39倍,是由三聚氰胺-草酸铵超分子前驱体制得的g-C_(3)N_(4)的4.54倍。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)) 超分子自组装 光催化 共掺杂
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石墨相氮化碳/壳聚糖复合材料对水中U(Ⅵ)的吸附性能与机理
15
作者 王悦 彭琳 +3 位作者 刘金香 王劲松 鲜寒 刘迎九 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期158-168,共11页
针对核能发展与应用过程中产生的含铀废水所导致的环境铀污染难题,通过共混交联法将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))负载在壳聚糖(CS)上,制备了复合材料-石墨相氮化碳/壳聚糖(g-C_(3)N_(4)/CS),用来吸附水溶液中的U(Ⅵ)。对g-C_(3)N_(4)/CS... 针对核能发展与应用过程中产生的含铀废水所导致的环境铀污染难题,通过共混交联法将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))负载在壳聚糖(CS)上,制备了复合材料-石墨相氮化碳/壳聚糖(g-C_(3)N_(4)/CS),用来吸附水溶液中的U(Ⅵ)。对g-C_(3)N_(4)/CS的表面性质和作用机制进行了分析。结果表明:g-C_(3)N_(4)/CS投加量为0.2 g/L,g-C_(3)N_(4)质量分数为20%,吸附时间为120 min,温度为308 K,pH=6条件下,g-C_(3)N_(4)/CS对U(Ⅵ)的最大吸附量达到324.45 mg/g。Langmuir等温模型和准二级动力学模型符合该吸附过程,是一个自发吸热过程。g-C_(3)N_(4)/CS对U(Ⅵ)的吸附机理主要为—NH,—OH,C—O,C=O,C—N等官能团与U(Ⅵ)发生的配位络合。g-C_(3)N_(4)/CS在循环再生实验中显示出良好的重复利用性。 展开更多
关键词 铀(Ⅵ) 吸附 石墨相氮化碳 壳聚糖 性能与机制 复合材料
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石墨相氮化碳复合材料催化分解水产氢研究进展
16
作者 王斌 梁红玉 商丽艳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期30-35,共6页
石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))具有特殊的能带结构和稳定的物理化学性能,可通过光照分解水产氢,但由于光生电子-空穴复合严重以及禁带宽度限制等问题,对于光的利用非常有限。将g-C_(3)N_(4)与其他光催化材料复合,可以降低电子-空穴的复合... 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))具有特殊的能带结构和稳定的物理化学性能,可通过光照分解水产氢,但由于光生电子-空穴复合严重以及禁带宽度限制等问题,对于光的利用非常有限。将g-C_(3)N_(4)与其他光催化材料复合,可以降低电子-空穴的复合率并且拓宽吸收范围,从而提高光催化活性。介绍了g-C_(3)N_(4)复合材料的光催化产氢机理,综述了g-C_(3)N_(4)复合材料的制备方法及产氢性能,展望了未来g-C_(3)N_(4)复合材料的发展方向。 展开更多
关键词 光催化 石墨相氮化碳 复合催化剂 产氢
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石墨相氮化碳在聚合物电解质膜中的研究进展
17
作者 刘守一 望宇皓 +4 位作者 刘莉莉 欧阳云祥 李娜 胡朝霞 陈守文 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期65-71,共7页
燃料电池因具有能源转换效率高、近零污染、低噪音等优点受到广泛关注。聚合物电解质膜作为燃料电池的重要组成部件之一,其性能优劣决定了电池的实际表现。为解决聚合物电解质膜在稳定性及离子传导率方面存在的不足,无机纳米材料掺杂作... 燃料电池因具有能源转换效率高、近零污染、低噪音等优点受到广泛关注。聚合物电解质膜作为燃料电池的重要组成部件之一,其性能优劣决定了电池的实际表现。为解决聚合物电解质膜在稳定性及离子传导率方面存在的不足,无机纳米材料掺杂作为常规的改性手段应用到聚合物电解质膜材料中。近年来,石墨相氮化碳(g-C_(3)N_4)因其独特的结构特征和优秀的物化性能,被广泛应用于聚合物电解质膜材料的制备和改性。本文主要综述了g-C_(3)N_4的结构和性质,总结了g-C_(3)N_4基复合膜的制备方法,重点对目前g-C_(3)N_4在聚合物电解质膜中的研究和应用情况进行了综述,展示了其在聚合物电解质膜改性方面的重要成果,并对其在该领域未来的发展做出展望。 展开更多
关键词 燃料电池 聚合物电解质膜 无机纳米材料 石墨相氮化碳
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B和P共掺杂石墨相氮化碳的制备及其光催化性能研究
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作者 王圣康 肖柯 +2 位作者 赵宇 张凯朋 柴希娟 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期178-183,共6页
以尿素和二氰胺为前驱体,B_(2)O_(3)为B源,(NH_(4))_(2)HPO_(4)为P源,采用热缩聚法合成了B和P共掺杂石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),考察了硼磷掺杂对g-C_(3)N_(4)结构和光催化性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、BET比表面积... 以尿素和二氰胺为前驱体,B_(2)O_(3)为B源,(NH_(4))_(2)HPO_(4)为P源,采用热缩聚法合成了B和P共掺杂石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),考察了硼磷掺杂对g-C_(3)N_(4)结构和光催化性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、BET比表面积、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光(UV-Vis)等手段对样品进行了表征和分析,考察了其可见光下光催化降解亚甲基蓝染料的性能。结果表明:当B_(2)O_(3)掺入量为0.15g,(NH_(4))_(2)HPO_(4)掺入量为1%时,CNBP1%的光催化性能最优。这主要归因于B、P元素的电负性差异有助于强化氮化碳中内建电场强度进而促进光生电子和空穴的有效分离。相比纯CN,CNBP1%表现出松散的片状多孔结构,更窄的禁带宽度和更强的可见光吸收能力。 展开更多
关键词 光催化 硼、磷共掺杂 石墨相氮化碳 亚甲基蓝
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铜纳米粒子负载的石墨相氮化碳的制备及其光催化还原铀
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作者 张宏森 李明 +1 位作者 刘琦 王君 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期387-395,I0004,共10页
采用熔盐法和化学还原法分别制备了高分散性石墨相氮化碳(WSGCN)和铜纳米粒子负载的高分散性石墨相氮化碳(Cu-WSGCN)复合材料。使用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、光致发... 采用熔盐法和化学还原法分别制备了高分散性石墨相氮化碳(WSGCN)和铜纳米粒子负载的高分散性石墨相氮化碳(Cu-WSGCN)复合材料。使用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱等表征方法,分析光催化剂的化学结构及光电性能。结果表明,与WSGCN相比,Cu-WSGCN复合材料的光吸收范围更大,带隙更窄;铜纳米粒子与WSGCN界面存在肖特基势垒,促进了电荷的传递和光生载流子的分离,从而提高了光催化能力。当铜纳米粒子质量分数为1%时,Cu-WSGCN复合材料的铀去除率最高,为81.07%。经过三次光催化还原铀循环实验后,1%Cu-WSGCN对铀的去除率仍然可以达到75.96%。本项研究为开发高效光催化去除铀的新型材料提供了有益的参考。 展开更多
关键词 高分散性石墨相氮化碳 光催化还原铀 铜纳米粒子 光催化复合材料
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微纳结构类石墨氮化碳的合成方法研究进展
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作者 程思 苗立锋 +3 位作者 包镇红 王继刚 陈云霞 余永志 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期104-115,共12页
微纳结构类石墨氮化碳(g-C_(3)N_(4))被广泛应用于光解水制氢/氧、光催化降解有机污染物、光催化有机合成、传感器和生物医学等领域,已成为非金属聚合物半导体光催化剂的研究热点之一。本文围绕微波法、熔盐法、模板法、剥离法和超分子... 微纳结构类石墨氮化碳(g-C_(3)N_(4))被广泛应用于光解水制氢/氧、光催化降解有机污染物、光催化有机合成、传感器和生物医学等领域,已成为非金属聚合物半导体光催化剂的研究热点之一。本文围绕微波法、熔盐法、模板法、剥离法和超分子自组装法在微纳结构g-C_(3)N_(4)合成中的研究进展,重点综述了超分子自组装技术在微纳结构g-C_(3)N_(4)的调控和制备效率上的优势;阐述了超分子自组装中原料体系、工艺过程等对g-C_(3)N_(4)形貌和结构的影响。最后,总结超分子自组装技术难以精细调控和定向设计g-C_(3)N_(4)微纳结构的问题,并展望了该技术未来的发展方向,比如不同方法之间的交叉研究、结合分子动力学模拟、丰富原料体系和建立工艺参数数据库。 展开更多
关键词 微纳结构 类石墨氮化碳 合成方法 研究进展 自组装技术
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