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Ti_(3)C_(2)/g-C_(3)N_(4)异质结复合光催化剂研究进展
1
作者 李苗 李欣儒 +1 位作者 武威 周远 《化工新型材料》 北大核心 2025年第6期57-62,共6页
石墨相碳化氮(g-C_(3)N_(4))作为最有潜力之一的光催化剂广泛应用于光催化制氢、CO_(2)还原、水中污染物降解以及挥发性有机化合物去除等方面,然而,如何加速电荷转移和提高光生电子-空穴对的分离效率是亟待解决的问题。利用其他二维(2D... 石墨相碳化氮(g-C_(3)N_(4))作为最有潜力之一的光催化剂广泛应用于光催化制氢、CO_(2)还原、水中污染物降解以及挥发性有机化合物去除等方面,然而,如何加速电荷转移和提高光生电子-空穴对的分离效率是亟待解决的问题。利用其他二维(2D)材料对2D g-C_(3)N_(4)纳米片进行改性,通过构建2D/2D异质结来抑制电荷载流子复合,可以提高其分离效率。综述了2D碳化钛(Ti_(3)C_(2))材料与g-C_(3)N_(4)纳米片复合构建异质结的制备方法、作用机理以及在光催化析氢、有机物降解等领域的应用。 展开更多
关键词 Ti_(3)C_(2) g-c_(3)n_(4) 2D/2D异质结 改性 光催化
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CoPc/g-C_(3)N_(4)Z型异质结可见光催化氧化苄胺偶联联产H_(2)O_(2)研究
2
作者 刘宇昂 李心忠 +1 位作者 游锦芳 杨艳辉 《现代化工》 北大核心 2025年第5期144-150,157,共8页
通过将酞菁钴(CoPc)在K/Na掺杂的g-C_(3)N_(4)纳米片表面自组装制备了一种稳定的CoPc/K/Na@CN Z型异质结复合材料,将其作为可循环光催化剂,在室温、60 W蓝光LED灯照射下实现了苄胺直接光催化氧化为N-亚苄基苄胺联产H_(2)O_(2)。在最佳... 通过将酞菁钴(CoPc)在K/Na掺杂的g-C_(3)N_(4)纳米片表面自组装制备了一种稳定的CoPc/K/Na@CN Z型异质结复合材料,将其作为可循环光催化剂,在室温、60 W蓝光LED灯照射下实现了苄胺直接光催化氧化为N-亚苄基苄胺联产H_(2)O_(2)。在最佳反应条件下得到N-亚苄基苄胺和过氧化氢,苄胺的转化率为97%,过氧化氢产率为113.7μmol/(g·h)。在简单离心、溶剂洗涤并在真空下干燥后,将CoPc/K/Na@CN异质结复合材料回收利用5次,其光催化活性基本保持不变。 展开更多
关键词 异质结 g-c_(3)n_(4) 酞菁钴 苄胺氧化 过氧化氢
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g-C_(3)N_(4)基异质结光还原CO_(2)的研究进展
3
作者 任富彦 孙振 +3 位作者 马涛 张浩 卫萌 陈帅 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期40-52,共13页
光催化技术能够将CO_(2)转化为有价值的烃类化合物,为解决化石燃料短缺和全球变暖问题提供了新的途径。然而,传统半导体光催化剂由于比表面积小和吸附CO_(2)能力不足,效果有限。g-C_(3)N_(4)凭借其无毒、高稳定性和低成本特性,在光催化... 光催化技术能够将CO_(2)转化为有价值的烃类化合物,为解决化石燃料短缺和全球变暖问题提供了新的途径。然而,传统半导体光催化剂由于比表面积小和吸附CO_(2)能力不足,效果有限。g-C_(3)N_(4)凭借其无毒、高稳定性和低成本特性,在光催化领域备受关注。尽管纯g-C_(3)N_(4)的光催化效率受到光生电子/空穴对快速复合、比表面积小和光吸收不足的制约,但通过与大带隙半导体形成异质结构,g-C_(3)N_(4)的电荷分离、比表面积和光吸收能力得到了显著增强。这种基于g-C_(3)N_(4)的异质结构包括半导体支持型、炭材料支持型、非金属支持型以及金属有机骨架支持型,它们在CO_(2)光转换中展现出巨大潜力。然而,改性g-C_(3)N_(4)基异质结构在CO_(2)光转换中仍面临挑战,需要进一步的研究和设计创新。这篇综述强调了基于g-C_(3)N_(4)的异质结构在环保且可持续的CO_(2)还原方法中的重要作用。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) 光还原CO_(2) 异质结 半导体材料 金属有机框架
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S型MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结的构建及其光催化性能研究
4
作者 刘发强 夏培蓓 吴咏梅 《化工新型材料》 北大核心 2025年第7期207-214,共8页
通过水热法将MoS_(2)负载到介孔类石墨相氮化碳(pg-C_(3)N_(4))表面,制备了MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结。采用系列表征技术对MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结的微观形貌、物相晶型、特征基团、比表面积和孔隙结构、光化学和电化学特性、... 通过水热法将MoS_(2)负载到介孔类石墨相氮化碳(pg-C_(3)N_(4))表面,制备了MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结。采用系列表征技术对MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结的微观形貌、物相晶型、特征基团、比表面积和孔隙结构、光化学和电化学特性、活性基团以及光生载流子重组等进行了表征。以亚甲基蓝(MB)染料作为污染底物,评价可见光驱动下MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结的光催化活性和稳定性。结果表明:互相堆叠的形貌和丰富的介孔结构实现了对MB的高效吸附;大比表面积、广泛的光谱吸收范围、高效的光生载流子分离效率和低的电荷传质阻力有效提高了光催化活性。可见光照射60min,MoS_(2)/pg-C_(3)N_(4)异质结对MB的降解率达到了99.0%,表现出良好的光催化活性和稳定性,超氧自由基·O_(2)^(-)和羟基自由基·OH等高活性自由基实现了对MB的高效降解。S型电荷转移机理有效保留了空穴和光电子的优异氧化和还原活性,交错的能带结构和内电场实现了高效的电荷分离。 展开更多
关键词 pg-c_(3)n_(4) MoS_(2) 异质结 光催化 S型电荷转移机理 亚甲基蓝
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C元素修饰g-C_(3)N_(4)对TiO_(2)的调控及复合材料光催化产氢性能研究
5
作者 宋粉红 王文光 +1 位作者 郭亮 范晶 《化工学报》 北大核心 2025年第6期2983-2994,共12页
光催化剂的光吸收范围窄以及光生电子-空穴对的快速复合是影响光催化制氢性能的重要因素,通过掺杂改性可有效改善其催化性能。利用热缩合和煅烧法制备出C/g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料,C修饰g-C_(3)N_(4)不仅调控了TiO_(2)的能带结构,... 光催化剂的光吸收范围窄以及光生电子-空穴对的快速复合是影响光催化制氢性能的重要因素,通过掺杂改性可有效改善其催化性能。利用热缩合和煅烧法制备出C/g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料,C修饰g-C_(3)N_(4)不仅调控了TiO_(2)的能带结构,还显著增强了TiO_(2)对可见光的吸收能力。进一步探究了不同C/g-C_(3)N_(4)含量的C/g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)分解水制氢的光催化性能。实验结果表明,C/g-C_(3)N_(4)的引入显著增强了TiO_(2)在可见光区域的吸收能力,并拓宽了其光响应范围。当C/g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)质量比为0.10时,三元复合物的产氢速率最高[4.66 mmol/(g·h)],是TiO_(2)的2.31倍,是C/g-C_(3)N_(4)的7.17倍,且经过七次循环后,仍具有较好的稳定性。这主要得益于C/g-C_(3)N_(4)与TiO_(2)之间的协同作用,有效促进了光生载流子的分离和传输,减少了电子-空穴对的复合,从而提高了光催化产氢效率。因此,通过合理设计和优化光催化剂的复合结构,可以显著提升其在水分解制氢过程中的性能,为高效光催化剂的开发提供新的思路和方向。 展开更多
关键词 催化剂 g-c_(3)n_(4) tio_(2) 光催化 制氢
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S型TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂的制备及降解亚甲基蓝性能
6
作者 胡怀生 张鹏会 《日用化学工业(中英文)》 北大核心 2025年第8期980-988,共9页
以钛酸异丙酯和富氮氮化碳(C_(3)N_(5))为原料,通过回流法制备了TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂。采用XRD、FT-IR、TEM、UV-vis DRS和PL等手段详细表征了光催化剂的物相化学组成、微观形貌、光吸收响应和光生载流子分离重组。以亚甲... 以钛酸异丙酯和富氮氮化碳(C_(3)N_(5))为原料,通过回流法制备了TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂。采用XRD、FT-IR、TEM、UV-vis DRS和PL等手段详细表征了光催化剂的物相化学组成、微观形貌、光吸收响应和光生载流子分离重组。以亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,评价了TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂的活性和稳定性,基于活性基团猝灭和能带理论提出了光催化机理。结果表明,TiO_(2)和C_(3)N_(5)之间异质结的构建提升了可见光吸收响应能力,有效促进了光生载流子的分离。质量比为1∶2的TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂表现出优异的光催化活性,可见光照射下MB的降解率最高达到了98.60%。循环使用5次后MB的降解率仍达到了98.30%。S型机理保留了高氧化和还原活性的空穴(h^(+))和电子(e^(-)),通过弯曲能带和内电场的构建实现了高效的电荷分离,体系中产生了大量的超氧自由基(·O_(2)^(-)),实现了MB的高效降解。 展开更多
关键词 C_(3)n_(5) tio_(2) 异质结 光催化 亚甲基蓝 S型机理
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钙钛矿型LaCoO_(3)/g-C_(3)N_(4)异质结的构建及其光催化降解性能 被引量：2
7
作者 白颖琪 赵华 +2 位作者 李会鹏 任欣然 李军 《无机化学学报》 北大核心 2025年第3期480-490,共11页
首先采用柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备钴酸镧(LaCoO_(3),LCO),并利用水热法制备LaCoO_(3)/g-C_(3)N_(4)(LCO/CN)p-n型异质结复合光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis D... 首先采用柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备钴酸镧(LaCoO_(3),LCO),并利用水热法制备LaCoO_(3)/g-C_(3)N_(4)(LCO/CN)p-n型异质结复合光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光(PL)光谱对LCO/CN进行了表征,评价了其对盐酸四环素(TC)的光催化降解性能,同时使用自由基捕获剂验证了光催化反应中起作用的活性基团,并推测了反应机理。结果表明,LCO和CN的复合显著增强了CN的光催化活性,当二者质量比为10%时制备的10%LCO/CN呈现出最佳的光催化性能,在120 min内对10 mg·L^(-1)TC的降解率高达96.2%,反应速率常数达到0.01893 min^(-1),分别是CN和LCO的3.04倍和1.93倍。3次循环回收实验结果显示,10%LCO/CN对TC的降解率下降得较少,表明该催化剂具有良好的稳定性和实用性。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) LaCoO_(3) 盐酸四环素 异质结 光催化
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g-C_(3)N_(4)基S型异质结光催化剂的制备方法和应用
8
作者 刘志平 于源 +3 位作者 张德文 吴荣谦 吕毅 刘晓菲 《功能材料》 北大核心 2025年第8期8070-8079,共10页
半导体光催化是一种利用太阳能激发催化剂产生具有氧化还原能力的光生载流子的技术,已在多个领域得到广泛应用。石墨型氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种无污染的半导体在光催化领域受到研究关注,然而光生载流子复合率高和可见光利用率低限... 半导体光催化是一种利用太阳能激发催化剂产生具有氧化还原能力的光生载流子的技术,已在多个领域得到广泛应用。石墨型氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种无污染的半导体在光催化领域受到研究关注,然而光生载流子复合率高和可见光利用率低限制其光催化性能。构建g-C_(3)N_(4)基S型异质结是解决本体载流子易复合的有效方法,促进载流子在空间上的有效分离,抑制载流子复合,进而提高光催化性能。首先介绍S型异质结的机理,继而重点介绍g-C_(3)N_(4)基S型异质结制备方法的特点和其在不同领域的应用,最后,提出g-C_(3)N_(4)基S型异质结在光催化领域的发展前景和面临的挑战。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) S型异质结 光催化 制备方法 应用
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多孔异质结g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光催化剂的制备及其光催化性能研究 被引量：2
9
作者 王智远 田伟光 +6 位作者 余伟 刘忠将 王润兵 付宇奇 薛成斌 江寒梅 贾碧 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期12096-12103,共8页
环境污染是工业生产过程中亟需解决的一项重要问题,通过生物模板法合成了多孔异质结g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光催化剂,在降解甲基橙废水过程中显示高效的光催化性能。酵母菌作为软模板剂为材料提供了多孔结构和大比表面积,增加了水溶液中... 环境污染是工业生产过程中亟需解决的一项重要问题,通过生物模板法合成了多孔异质结g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光催化剂,在降解甲基橙废水过程中显示高效的光催化性能。酵母菌作为软模板剂为材料提供了多孔结构和大比表面积,增加了水溶液中活性反应位点;同时,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)异质结结构作为电子转移通道,太阳光照射时,在内电场和库伦力作用下,氧化还原性较弱的电子和空穴互相结合,氧化还原能力较强的电子-空穴对保留下来。自由基捕获实验揭示了光照条件下复合材料周围出现的·OH和O_(2)^(-)分子,是光催化降解过程的主要作用成分。因此,生物模板法制备的多孔异质结g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)是一种具有前景的降解有机染料废水的光催化剂。 展开更多
关键词 石墨相g-c_(3)n_(4) tio_(2) 多孔结构 异质结光催化剂
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S-scheme活性炭负载g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光催化混凝土降解性能分析
10
作者 张典 《无机盐工业》 北大核心 2025年第4期118-127,共10页
为了解决抗生素废水污染和室内装修低浓度甲醛污染,采用简易的混合高温煅烧法制备了活性炭负载g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)(g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/AC)复合光催化剂。通过XRD、XPS、TEM、UV-vis DRS和PL等技术对复合光催化剂的物相晶型、元素... 为了解决抗生素废水污染和室内装修低浓度甲醛污染,采用简易的混合高温煅烧法制备了活性炭负载g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)(g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/AC)复合光催化剂。通过XRD、XPS、TEM、UV-vis DRS和PL等技术对复合光催化剂的物相晶型、元素组成、微观形貌、光谱响应范围和光生载流子重组等进行了表征。S-scheme异质结弯曲能带和内电场实现了光生载流子的高效分离,拓宽了光谱吸收范围,有效保留了高活性的·O_(2)^(-)、h^(+)和·OH等活性基团,表现出优异的磺胺甲基噻唑(STZ)降解活性和稳定性,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/AC投加量为1.0 mg和STZ初始质量浓度为100 mg/L条件下,可见光照射30 min时STZ降解率为98.8%,明显优于g-C_(3)N_(4)、TiO_(2)和TiO_(2)/AC。g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/AC掺杂到环氧树脂涂料中合成了光催化涂料,通过空气喷枪均匀喷涂到混凝土表面得到光催化混凝土,光催化混凝土表现出良好的甲醛降解活性和稳定性,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/AC负载量为3%、甲醛初始质量浓度为1000 mg/L、可见光照射180 min时,甲醛降解率达到了96.3%,有效实现了室内装修低浓度甲醛气体的高效降解。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) tio_(2) 光催化 混凝土 S-scheme电荷转移机制 抗生素降解 室内装修甲醛降解
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MoS_(2)/Ag/g‑C_(3)N_(4) Z型异质结的制备及其光催化性能
11
作者 刘庆旺 《无机化学学报》 北大核心 2025年第4期821-832,共12页
通过水热合成法制备了MoS_(2)/Ag/g‑C_(3)N_(4)复合光催化剂,并采用一系列分析方法对其进行了系统表征。结果表明,催化剂催化降解活性的显著提高得益于Z型异质结的形成,其有效地促进了光生载流子的传输和分离,抑制了光生电子-空穴对的... 通过水热合成法制备了MoS_(2)/Ag/g‑C_(3)N_(4)复合光催化剂,并采用一系列分析方法对其进行了系统表征。结果表明,催化剂催化降解活性的显著提高得益于Z型异质结的形成,其有效地促进了光生载流子的传输和分离,抑制了光生电子-空穴对的复合。降解实验结果表明,所制备的复合材料在120 min内对罗丹明B(RhB)的降解率高达98%,光催化性能优于单一光催化剂。此外,捕获实验和电子顺磁共振(EPR)结果表明,超氧自由基(·O_(2)-)和光生空穴(h^(+))是光催化降解RhB的关键活性物质。最后,对复合材料的光催化降解机制进行了深入探讨。 展开更多
关键词 MoS_(2)/Ag/g‑C_(3)n_(4) 异质结 光催化降解 降解机理
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AgCoO_(2)/g-C_(3)N_(4)催化剂的制备及其协同H2O_(2)光催化降解四环素的研究
12
作者 李硕 李育珍 +3 位作者 夏云生 孙兆欣 兰博荣 马泽瑶 《现代化工》 北大核心 2025年第2期209-215,共7页
通过湿式浸渍法合成二元AgCoO_(2)/g-C_(3)N_(4)催化剂,以四环素为目标污染物,评价了AgCoO_(2)/g-C_(3)N_(4)协同H_(2)O_(2)的光催化活性。结果表明,在可见光条件下,AgCoO_(2)/g-C_(3)N_(4)协同H_(2)O_(2)降解四环素的效果显著,最佳降... 通过湿式浸渍法合成二元AgCoO_(2)/g-C_(3)N_(4)催化剂,以四环素为目标污染物,评价了AgCoO_(2)/g-C_(3)N_(4)协同H_(2)O_(2)的光催化活性。结果表明,在可见光条件下,AgCoO_(2)/g-C_(3)N_(4)协同H_(2)O_(2)降解四环素的效果显著,最佳降解效率达到92.19%;同时催化剂表现出良好的循环稳定性和较宽的pH适应范围。此外,对光催化剂的结构、微观形貌和光学特性进行表征分析,AgCoO_(2)的引入改善了g-C_(3)N_(4)的光响应范围及光生载流子的分离性能。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) 四环素 降解 异质结
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Z型异质结1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)的构建及可见光催化降解甲基橙 被引量：5
13
作者 卜义夫 刘思乐 +3 位作者 闫海生 吴静 田川 陶洋 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期170-182,共13页
以三聚氰胺和3-氨基-1,2,4-三唑为原料,通过直接热聚合法制备1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料。通过XRD,XPS,SEM等表征手段对光催化材料的晶型、化学组成、形貌以及光电化学性质等进行表征。以甲基橙(MO)为目标污染物,... 以三聚氰胺和3-氨基-1,2,4-三唑为原料,通过直接热聚合法制备1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料。通过XRD,XPS,SEM等表征手段对光催化材料的晶型、化学组成、形貌以及光电化学性质等进行表征。以甲基橙(MO)为目标污染物,500 W氙灯作为可见光光源,研究1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料的光催化活性,同时通过活性物质捕捉实验和电子顺磁共振波谱(e1ectron spin resonance,ESR)表征研究体系的活性物质。结果表明:一维g-C_(3)N_(5)纳米棒和二维g-C_(3)N_(4)纳米片的无序堆叠增加了活性位点的数量,g-C_(3)N_(5)与g-C_(3)N_(4)之间Z型异质结的形成,提高其对可见光的吸收强度和光谱范围,抑制了光电子-空穴的复合,g-C_(3)N_(5)与g-C_(3)N_(4)相似的π-π^(*)共轭体系的相互叠加降低了电荷转移的传质阻力,提高了其光催化活性。可见光照射30 min,20 mg的1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)光催化材料对50 mL浓度为10 mg/L的MO溶液几乎降解完全,反应的表观速率常数为0.14836 min^(-1),循环使用5次后,1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)光催化材料对MO的光催化降解率为92.2%,这说明其具有良好的稳定性。活性物质捕捉实验和ESR表征表明:1D/2D g-C_(2)N_(5)/g-C_(3)N_(4)光催化材料光催化降解MO体系的主要活性物质是·O_(2)^(-)和h^(+),且MO的光催化降解反应是一个复杂的断键和氧化过程。 展开更多
关键词 光催化降解 直接热聚合 1D/2D g-c_(3)n_(5)/g-c_(3)n_(4) 异质结 π-π^(*)共轭 甲基橙 Z型机制
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原位合成S型氮缺陷ZnWO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结及CO_(2)光还原性能
14
作者 秦建宇 安月皎 张艳峰 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第12期17-18,共2页
通过半导体光催化将CO_(2)转化为可储存的太阳能燃料是解决温室效应和资源短缺问题的有效策略。然而,光生载流子的快速复合严重限制了单组分催化剂的CO_(2)还原能力。合成具有缺陷的S型异质结可以有效地分离光生电子和空穴,增强对非极... 通过半导体光催化将CO_(2)转化为可储存的太阳能燃料是解决温室效应和资源短缺问题的有效策略。然而,光生载流子的快速复合严重限制了单组分催化剂的CO_(2)还原能力。合成具有缺陷的S型异质结可以有效地分离光生电子和空穴,增强对非极性分子的吸附和活化。本文采用原位合成的方法构建了具有缺陷的S型ZnWO_(4)/g-C_(3)N_(4)异质结。结果表明,CO_(2)还原产生CO的速率高达232.4μmol·g^(-1)·h^(-1),选择性接近100%,分别是原始ZnWO_(4)和g-C_(3)N_(4)的11.6倍和8.5倍。原位XPS和功函数分析证明了S型电荷转移路径。S型异质结实现了电子-空穴的有效空间分离,促进了CO_(2)的还原。原位ESR表明CO_(2)分子被氮空位吸附,氮空位是光催化反应中的电子受体,有利于电子捕获和分离。S型电荷转移模式和氮空位共同促进了CO_(2)高效还原。这项工作为了解S型电荷转移机理和缺陷在调节CO_(2)还原活性方面的协同作用提供了重要见解。 展开更多
关键词 S型异质结 ZnWO_(4) g-c_(3)n_(4) 氮空位 CO_(2)光还原
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g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)WO_(6)复合光催化剂的制备及其催化还原Cr(Ⅵ)试验研究
15
作者 秦玉馨 查雨心 +6 位作者 何新雨 史小舟 陈琳 陈国壮 马越 马丙瑞 李金成 《湿法冶金》 北大核心 2025年第1期100-110,共11页
研究了采用水热法制备g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)WO_(6)复合光催化剂,并探究了其在可见光下催化还原Cr(Ⅵ)的性能及机制。结果表明:g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)WO_(6)为纳米片堆积成的花瓣状结构,比表面积比g-C_(3)N_(4)和Bi_(2)WO_(6)更大,可为光催... 研究了采用水热法制备g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)WO_(6)复合光催化剂,并探究了其在可见光下催化还原Cr(Ⅵ)的性能及机制。结果表明:g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)WO_(6)为纳米片堆积成的花瓣状结构,比表面积比g-C_(3)N_(4)和Bi_(2)WO_(6)更大,可为光催化反应提供更多活性位点;在40 min黑暗条件下,g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)WO_(6)对Cr(Ⅵ)的吸附率为43.2%,其吸附行为符合准二级动力学模型;可见光照射100 min后,g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)WO_(6)对Cr(Ⅵ)的光催化还原率为81.3%,其光催化还原过程符合准一级动力学模型;g-C_(3)N_(4)与Bi_(2)WO_(6)复合后形成了Z型异质结,拓宽了其光吸收范围,促进了光生电子-空穴的分离,从而显示出优异的可见光催化活性。 展开更多
关键词 复合光催化剂 还原 g-c_(3)n_(4)/Bi_(2)WO_(6) 制备 Cr(Ⅵ) Z型异质结 水热法
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金属有机骨架和g-C_(3)N_(4)共掺杂改性TiO_(2)光催化性能 被引量：1
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作者 李宁 臧书杰 +1 位作者 蒋托红 赵鹬 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1941-1948,共8页
以钛酸四丁酯、三聚氰胺、二甲基咪唑和Co(NO_(3))_(2)•6H_(2)O为原料,采用溶胶-凝胶法、高温煅烧法,将类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))和二甲基咪唑钴(ZIF-67)与TiO_(2)共掺杂,制备了TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67光催化剂。采用XRD、XPS... 以钛酸四丁酯、三聚氰胺、二甲基咪唑和Co(NO_(3))_(2)•6H_(2)O为原料,采用溶胶-凝胶法、高温煅烧法,将类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))和二甲基咪唑钴(ZIF-67)与TiO_(2)共掺杂,制备了TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67光催化剂。采用XRD、XPS、SEM和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67进行了表征,对TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67光催化降解甲基橙的催化活性进行了评价,并对其催化机理进行了推测。结果表明,TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67同时包含锐钛矿及少量金红石相TiO_(2)、g-C_(3)N_(4)及ZIF-67;g-C_(3)N_(4)的加入使TiO_(2)的带隙降至2.45 eV,ZIF-67将带隙进一步降至1.91 eV;g-C_(3)N_(4)和ZIF-67的共掺杂降低了带隙,显著提高了TiO_(2)可见光吸收范围(492~649 nm);TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67形成了Ⅱ型异质结,TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)与金属有机骨架的结合增强了TiO_(2)光催化降解甲基橙的能力。Co质量分数21.5%的TiO_(2)-g-C_(3)N_(4)-ZIF-67-2具有最佳的光催化降解甲基橙活性,在可见光照射40 min时,甲基橙降解率可达79.92%,3次循环后甲基橙降解率为58.86%(90 min),光催化反应对ZIF-67的结晶度有所影响,进而影响了循环时的光催化活性。 展开更多
关键词 光催化 溶胶-凝胶法 高温煅烧法 tio_(2) g-c_(3)n_(4) ZIF-67 功能材料
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Ⅱ型TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)异质结的构筑促进高效光催化U(Ⅵ)还原 被引量：4
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作者 粟阳藩 吴林珍 +6 位作者 李依林 李蕊 何攀 张玲 张友魁 雷洁红 段涛 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第4期689-698,共10页
采用水热法将TiO_(2)纳米片修饰在中空管状g-C_(3)N_(4)上制备了TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)(T-CN)复合催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光电流响应等对其形貌、结构和光物理性能进... 采用水热法将TiO_(2)纳米片修饰在中空管状g-C_(3)N_(4)上制备了TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)(T-CN)复合催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光电流响应等对其形貌、结构和光物理性能进行了表征。结果表明,TiO_(2)纳米片均匀地分散在中空管状g-C_(3)N_(4)表面,两者紧密结合形成异质结。TiO_(2)与g-C_(3)N_(4)的质量比为20%时制得的T-CN-20复合催化剂在60 min内对U的去除率为85.64%,是纯相g-C_(3)N_(4)的6.7倍。在10倍高浓度阳离子共存条件下的去除率仍大于69.8%,且具有优良的结构稳定性。对光催化产物分析可知,T-CN将U还原为难溶的U(63.68%)以去除铀,可有效解决含铀核废水中的U污染问题。根据能带理论分析,提出了复合催化剂异质结的Ⅱ型光催化机理。 展开更多
关键词 光催化 tio_(2)/g-c_(3)n_(4) Ⅱ型异质结 铀还原 核废水
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g-C_(3)N_(4)基S型异质结的构建及其光催化性能研究
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作者 申建宇 刘成宝 +5 位作者 郑磊之 陈丰 钱君超 邱永斌 孟宪荣 陈志刚 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1077-1085,1097,共10页
为了解决日益严重的环境污染和能源短缺等问题,基于半导体的光催化技术利用太阳能为环境修复和能源储存提供了一种“绿色”可持续的方案。首先介绍了g-C_(3)N_(4)的优点和局限性,以及S型半导体的优势与不足,接着介绍了g-C_(3)N_(4)基S... 为了解决日益严重的环境污染和能源短缺等问题,基于半导体的光催化技术利用太阳能为环境修复和能源储存提供了一种“绿色”可持续的方案。首先介绍了g-C_(3)N_(4)的优点和局限性,以及S型半导体的优势与不足,接着介绍了g-C_(3)N_(4)基S型异质结的电子结构和光催化性质,综述了基于不同类型g-C_(3)N_(4)的S型异质结光催化材料构建和光催化性能的提升策略,并梳理了其部分应用。最后,综述了基于g-C_(3)N_(4)的S型异质结面临的挑战和未来发展趋势,有望为g-C_(3)N_(4)基S型异质结光催化材料的开发和实际应用提供重要的参考。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) S型异质结 光催化 复合材料
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ZnO/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料的制备及对吡啶的降解 被引量：17
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作者 唐贝 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期133-142,共10页
采用蒸发溶剂-高温热聚合法制备了ZnO/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料,采用XRD、FTIR、TEM、XPS、UV-vis DRS、PL、TPC和EIS等表征技术对其进行了详细系统的表征,评价了ZnO/g-C_(3)N_(4)光催化降解吡啶的活性和稳定性,采用L_(9)(3^(4))... 采用蒸发溶剂-高温热聚合法制备了ZnO/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料,采用XRD、FTIR、TEM、XPS、UV-vis DRS、PL、TPC和EIS等表征技术对其进行了详细系统的表征,评价了ZnO/g-C_(3)N_(4)光催化降解吡啶的活性和稳定性,采用L_(9)(3^(4))正交实验考察了不同因素对光催化性能的影响,并对光催化机理进行了探讨。XPS和TEM结果证明了ZnO和g-C_(3)N_(4)之间异质结的形成,异质结的形成有效促进了光电子-空穴的分离,提高了光吸收,拓宽了光谱范围。在ZnO/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂投加量为50 mg、ZnO与g-C_(3)N_(4)质量比为1∶2、吡啶初始质量浓度为20 mg/L和体系p H为7.0的条件下,可见光照射60 min后ZnO/g-C_(3)N_(4)对吡啶的光催化降解率达到了98.9%,循环使用5次后光催化降解率为97.3%,具有良好的稳定性。ZnO/g-C_(3)N_(4)光催化降解吡啶主要依赖于活性基团超氧自由基(·O_(2)^(-))和空穴(h^(+))的作用。 展开更多
关键词 ZnO/g-c_(3)n_(4) 光催化 异质结 吡啶
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TiO_(2)@C/g-C_(3)N_(4)的制备及其光催化降解四环素 被引量：5
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作者 张霞 要丹妮 +2 位作者 张灏昱 张晗 黄姝姝 《分子催化（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期342-351,共10页
采用一步煅烧法制备了二元异质结光催化剂TiO_(2)@C/g-C_(3)N_(4),运用XRD、TEM、XPS和能带结构分析等多种技术手段对其进行了表征,考察了TiO_(2)@C/g-C_(3)N_(4)在模拟可见光照射下对四环素(TC)的光催化降解性能.表征结果显示:TiO_(2)@... 采用一步煅烧法制备了二元异质结光催化剂TiO_(2)@C/g-C_(3)N_(4),运用XRD、TEM、XPS和能带结构分析等多种技术手段对其进行了表征,考察了TiO_(2)@C/g-C_(3)N_(4)在模拟可见光照射下对四环素(TC)的光催化降解性能.表征结果显示:TiO_(2)@C附着在g-C_(3)N_(4)表面上,二者之间形成了传统Ⅱ型异质结.实验结果表明:TiO_(2)@C/g-C_(3)N_(4)催化剂比g-C_(3)N_(4)和TiO_(2)@C催化剂具有更高的光催化活性,在TC质量浓度20 mg·L^(-1),GTC-2(Ti_(3)C_(2)的重量为0.06 g)加入量0.3 g的条件下,经光照射80 min后,TC去除率可达87.3%,速率常数为0.026 min^(−1);经过5次循环实验后,TC去除率从87.3%略微降低至80%,表现出良好的稳定性和可重复利用性.GTC-2光催化降解TC过程中发生的氧化还原反应分别在TiO_(2)@C和g-C_(3)N_(4)的表面进行,TiO_(2)@C与g-C_(3)N_(4)之间高度紧密的接触面形成了Ⅱ型异质结,实现了电子和空穴的快速分离,降低了二者在催化剂内部的复合速率,提高了催化性能.电子自旋顺磁共振谱(EPR)测试结果表明,TC降解过程中起主要作用的活性物质有超氧自由基(·O_(2)−)、空穴(h^(+))及羟基自由基(·OH). 展开更多
关键词 tio_(2)@C/g-c_(3)n_(4) 异质结 四环素 光催化降解
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