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g-C_(3)N_(4)基纳米复合材料的合成及电化学传感性能研究
1
作者 于巧玲 刘成宝 +4 位作者 郑磊之 陈丰 邱永斌 孟宪荣 陈志刚 《材料导报》 北大核心 2025年第3期32-42,共11页
石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))是一种新型的半导体纳米材料,较高的比表面积、良好的稳定性赋予了其强吸附性和易于修饰等特点,有望用于解决电化学传感器所要求的低成本、快速检测、良好的灵敏度和优异的选择性等难题。本文对g-C_(3)N_(4)... 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))是一种新型的半导体纳米材料,较高的比表面积、良好的稳定性赋予了其强吸附性和易于修饰等特点,有望用于解决电化学传感器所要求的低成本、快速检测、良好的灵敏度和优异的选择性等难题。本文对g-C_(3)N_(4)基纳米复合材料的合成方法及电化学传感性能进行了综述,在此基础上重点介绍了基于g-C_(3)N_(4)纳米复合材料的电化学传感器在食品、环境、生物医药检测等领域中的应用,并展望了开发复合材料传感器的重要性,以期为g-C_(3)N_(4)基纳米复合材料的合成及应用拓展提供参考。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) 复合材料 电化学传感 食品安全检测 环境检测
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二维纳米复合材料g-C_(3)N_(4) /LDHs的构建及光催化降解环丙沙星性能研究
2
作者 王泽华 孙玉 +4 位作者 赵晓辉 张珂 王肖丹 刘晨省 崔节虎 《应用化工》 北大核心 2025年第4期881-886,894,共7页
针对g-C_(3)N_(4)光诱导电子-空穴对重组速度快、太阳能利用率低等缺陷问题,创新性地提出并构建了一种新型g-C_(3)N_(4)/ZnAl-LDHs 2D/2D异质结构体系,用于可见光驱动的光催化降解环丙沙星(CIP)研究。结果表明:g-C_(3)N_(4)/ZnAl-LDHs... 针对g-C_(3)N_(4)光诱导电子-空穴对重组速度快、太阳能利用率低等缺陷问题,创新性地提出并构建了一种新型g-C_(3)N_(4)/ZnAl-LDHs 2D/2D异质结构体系,用于可见光驱动的光催化降解环丙沙星(CIP)研究。结果表明:g-C_(3)N_(4)/ZnAl-LDHs复合材料可有效抑制g-C_(3)N_(4)光生电子-空穴的复合,g-C_(3)N_(4)负载量影响着复合材料的光催化性能,随着g-C_(3)N_(4)负载量增加,g-C_(3)N_(4)/ZnAl-LDHs复合材料的光催化活性呈现先增大后减小的趋势,其中g-C_(3)N_(4)负载量为0.15 g时g-C_(3)N_(4)/ZnAl-LDHs复合材料催化活性最高,在可见光照射90 min时,对质量浓度为50 mg/L CIP的光降解率达到98.1%;光催化过程符合一级动力学模型,经过4次循环使用后g-C_(3)N_(4)/ZnAl-LDHs复合材料降解CIP的效率为81.3%,表现出良好的稳定性;自由基捕获实验表明,·O_(2)^(-)和h^(+)是光催化降解CIP的主要活性物质。g-C_(3)N_(4)与ZnAl-LDHs异质结构体系的构建,可有效提升了g-C_(3)N_(4)材料的光催化性能,实现太阳能的高效利用。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) LDHS 环丙沙星 光催化
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g-C_(3)N_(4)负载纳米Ag复合材料制备及可见光降解性能研究
3
作者 赵燕燕 田壮壮 《无机盐工业》 北大核心 2025年第6期114-122,共9页
以AgNO_(3)和g-C_(3)N_(4)为前驱体,聚乙烯吡咯烷酮为抑制剂,通过光还原法制备了石墨相氮化碳负载纳米Ag(Ag/g-C_(3)N_(4))复合材料,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、光致发光光谱(PL)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、... 以AgNO_(3)和g-C_(3)N_(4)为前驱体,聚乙烯吡咯烷酮为抑制剂,通过光还原法制备了石墨相氮化碳负载纳米Ag(Ag/g-C_(3)N_(4))复合材料,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、光致发光光谱(PL)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、瞬态光电流谱(TPC)和电化学交流阻抗谱(EIS)等表征手段对Ag/g-C_(3)N_(4)复合材料的物相晶型、官能团、光谱吸收范围、光电子-空穴重组和电荷传质阻力等进行了系统的表征分析。亚甲基蓝(MB)染料溶液作为目标底物,考察可见光条件下Ag/g-C_(3)N_(4)复合材料的光催化活性和稳定性。结果表明:纳米Ag和g-C_(3)N_(4)之间肖特基异质结的构建和等离子体共振效应有效促进了光电子-空穴的分离,拓宽了光谱吸收范围,低的电荷传质阻力促进了电荷的转移,有效提高了光催化活性;可见光照射60 min时Ag/g-C_(3)N_(4)复合材料对MB染料溶液的降解率达到了98.9%,循环使用5次后MB染料溶液的降解率仍达到了98.3%,表现出良好的稳定性。HCO_(3)-、CO_(3)2-和NO_(3)-等无机盐离子共存会影响光催化反应的进行。高活性的光电子将O_(2)还原为超氧自由基,生成的超氧自由基参与了光催化降解MB染料溶液。 展开更多
关键词 Ag/g-c_(3)n_(4) 光催化 亚甲基蓝 光还原法 肖特基 等离子体共振效应
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g-C_(3)N_(4)的刻蚀介质、酸碱环境对降解性能的影响及降解选择性和机理探究
4
作者 郭桂全 邢翠娟 +3 位作者 张淑娇 王彦娜 郭焕焕 武诺豪 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第4期814-820,共7页
使用热聚法制备了石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),然后用二甲亚砜、NaOH溶液和H_(2)SO_(4)溶液分别对g-C_(3)N_(4)进行刻蚀。并且使用XRD和SEM对g-C_(3)N_(4)以及刻蚀后的g-C_(3)N_(4)进行表征。结果表明,刻蚀后的材料依旧是g-C_(3)N_(4)... 使用热聚法制备了石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),然后用二甲亚砜、NaOH溶液和H_(2)SO_(4)溶液分别对g-C_(3)N_(4)进行刻蚀。并且使用XRD和SEM对g-C_(3)N_(4)以及刻蚀后的g-C_(3)N_(4)进行表征。结果表明,刻蚀后的材料依旧是g-C_(3)N_(4)。通过在可见光照射下使用UV-Vis光谱对罗丹明B的降解效果评价材料的性能,发现H_(2)SO_(4)溶液刻蚀得到的材料降解性能较好。同时探索了g-C_(3)N_(4)在酸性、碱性环境中的光催化降解效果。结果表明,在酸性环境(pH=1)下,降解率较高。接着在酸性条件下,使用经H_(2)SO_(4)溶液刻蚀得到的材料对罗丹明B进行降解,结果表明降解性能进一步提升,且降解时间更短。最后在酸性环境下比较了降解罗丹明B、亚甲基蓝和甲基橙的效果,发现对亚甲基蓝的降解效果好于罗丹明B,甲基橙最差,说明g-C_(3)N_(4)对污染物的降解有选择性。机理研究结果表明超氧自由基在光催化过程中起主导作用,空穴和羟基自由基未起作用。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4)光催化剂 制备 刻蚀 降解 机理
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CuO/g-C_(3)N_(4)复合材料制备及其活化过硫酸盐处理苯酚的研究
5
作者 晁雷 王健 孙芳 《水处理技术》 北大核心 2025年第6期27-31,共5页
为高效去除苯酚,通过一步水热煅烧法合成CuO/g-C_(3)N_(4)复合材料,使用SEM、XRD、FT-IR表征手段对所制备的材料进行表征,通过单因素控制变量法探究影响因素对苯酚去除率的影响,并进行了稳定性能的研究,通过淬灭试验分析反应的氧化作用... 为高效去除苯酚,通过一步水热煅烧法合成CuO/g-C_(3)N_(4)复合材料,使用SEM、XRD、FT-IR表征手段对所制备的材料进行表征,通过单因素控制变量法探究影响因素对苯酚去除率的影响,并进行了稳定性能的研究,通过淬灭试验分析反应的氧化作用机理。结果表明,最佳条件下苯酚的去除率为86.75%。经过重复实验,苯酚的去除率保持在68.89%,自由基淬灭试验说明反应体系内存在SO_(4)^(-)·、·OH、O_(2)^(-)·三种自由基,其中O_(2)^(-)·只有少数·OH在实验中起辅助作用,SO_(4)^(-)·为反应中发挥主要作用的自由基。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) 光催化活化 过硫酸盐 苯酚
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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
6
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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三元硫化物增强g-C_(3)N_(4)光催化还原六价铬性能
7
作者 邰玲 赵志超 +3 位作者 景新华 丛吉祥 畅福善 张晓斌 《应用化学》 北大核心 2025年第8期1125-1134,共10页
六价铬的化合物广泛应用于化工产业,较难自然降解。用复合纳米材料作为光催化剂处理六价铬Cr(Ⅵ)呈现出较高的光催化活性。利用水热法制备g-C_(3)N_(4)/ZnIn_(2)S_(4)和g-C_(3)N_(4)/CaIn_(2)S_(4)纳米异质结材料,并采用X射线衍射(XRD)... 六价铬的化合物广泛应用于化工产业,较难自然降解。用复合纳米材料作为光催化剂处理六价铬Cr(Ⅵ)呈现出较高的光催化活性。利用水热法制备g-C_(3)N_(4)/ZnIn_(2)S_(4)和g-C_(3)N_(4)/CaIn_(2)S_(4)纳米异质结材料,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、物理吸附(BET)、紫外-可见-近红外光谱(UV-Vis-NIR)、X射线光电子能谱(XPS)和电子自旋共振(EPR)等方法进行表征。在无光照和可见光的环境下测试g-C_(3)N_(4)/ZnIn_(2)S_(4)和g-C_(3)N_(4)/CaIn_(2)S_(4)材料对Cr(Ⅵ)的还原能力,并分别使用对苯醌(PBQ,1 mmol)、乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-2 Na,1 mmol)和叔丁醇(TBA,0.5 mL)作为超氧自由基(·O-2)、空穴(h+)和羟基自由基(·OH)的清除剂,根据不同自由基被捕获后Cr(Ⅵ)的降解浓度的变化,来确定光催化反应的活性物种。实验结果表明,g-C_(3)N_(4)/ZnIn_(2)S_(4)(质量比,1∶1)复合材料和g-C_(3)N_(4)/CaIn_(2)S_(4)(质量比,1∶1)复合材料对于Cr(Ⅵ)的还原能力催化效果最为显著,降解效率分别达95.5%和60%;对比0.5∶1、1∶1和2∶1不同质量比的g-C_(3)N_(4)/ZnIn_(2)S_(4)复合材料对Cr(Ⅵ)的还原能力,发现质量比1∶1的g-C_(3)N_(4)/ZnIn_(2)S_(4)复合材料催化效果最佳,其次是质量比0.5∶1和质量比2∶1的复合材料,二者的降解效率分别为27%和16%;超氧自由基(·O_(2)^(-))、光生空穴(h+)和羟基自由基(·OH)均参与反应,并且自由基的影响能力由大到小为h+>·O_(2)^(-)>·OH。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4)/ZnIn_(2)S_(4) g-c_(3)n_(4)/CaIn_(2)S_(4) 光催化 六价铬
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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
8
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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泡沫碳/g-C_(3)N_(4)光热-光催化协同蒸发器构建及其污水蒸发降解性能
9
作者 王镇玉 袁家相 +6 位作者 方伟 陈辉 杜星 何漩 李薇馨 王大珩 赵雷 《材料工程》 北大核心 2025年第8期129-139,共11页
为了提高光热水蒸发系统的能效和环境适应性,将光催化剂引入到界面光热吸收体中,通过光热和光催化协同效应优化有机污水处理效率。首先,采用液相泡沫法制备具有界面光热效应的泡沫碳光吸收体,以此为基体,引入二维g-C_(3)N_(4)光催化剂,... 为了提高光热水蒸发系统的能效和环境适应性,将光催化剂引入到界面光热吸收体中,通过光热和光催化协同效应优化有机污水处理效率。首先,采用液相泡沫法制备具有界面光热效应的泡沫碳光吸收体,以此为基体,引入二维g-C_(3)N_(4)光催化剂,制备泡沫碳负载g-C_(3)N_(4)光热催化材料(CN/CF),对其结构和性能进行分析。结果表明,CN/CF表现出三维多孔结构,可为光热水传输提供便利通道;同时,复合材料中存在的多孔泡沫碳和g-C_(3)N_(4)又可有效拓宽材料对光的响应范围,提高光能利用率;泡沫碳能将光能高效转换为热能实现水的蒸发,g-C_(3)N_(4)在光激发下又可形成电子-空穴对,通过氧化还原反应实现污染物的降解;光热水蒸发循环测试和温度控制实验表明,光热效应可有效促进光催化过程中光生载流子分离,提高催化效率,而光催化过程又能抑制污染物的沉积,促进稳定高效蒸发,两者具备协同促进效应;在1 kW·m^(-2)太阳光照射下,CN/CF光热水蒸发效率为1.0788 kg·m^(-2)·h^(-1),且在2.5 h内对亚甲基蓝的降解率达到89%。 展开更多
关键词 泡沫碳 g-c_(3)n_(4) 纳米片 光热水蒸发 光催化降解
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CeO_(2)-g-C_(3)N_(4)/C三相复合材料的模板诱导合成及电化学性能
10
作者 黄晨阳 刘成宝 +3 位作者 陈丰 邱永斌 孟宪荣 陈志刚 《材料导报》 北大核心 2025年第6期7-13,共7页
石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))具有二维结构,且合成方法简单,稳定性好,可作为超级电容器中石墨烯电极的替代材料,但其本身的电容性能较差;而生物质炭具有天然的多孔结构和丰富的表面官能团,具有储能优势。本工作以尿素为g-C_(3)N_(4)前驱... 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))具有二维结构,且合成方法简单,稳定性好,可作为超级电容器中石墨烯电极的替代材料,但其本身的电容性能较差;而生物质炭具有天然的多孔结构和丰富的表面官能团,具有储能优势。本工作以尿素为g-C_(3)N_(4)前驱体,杏鲍菇为生物模板诱导合成薄片状g-C_(3)N_(4)/C,获得高比表面积的多孔两相复合材料,再通过水热法将CeO_(2)纳米颗粒负载在生物质炭表面和孔洞内得到CeO_(2)-g-C_(3)N_(4)/C三相复合材料。经过电化学测试,CeO_(2)-g-C_(3)N_(4)/C的最高比电容为169.6 F·g^(-1),2000次循环后的电容保持率为97%。g-C_(3)N_(4)与生物质炭相结合提高了基体材料的储能性能,CeO_(2)的负载提高了电化学活性,三相复合使整体材料有优秀的储能性能、充放电性能和循环稳定性。 展开更多
关键词 g-c_(3)n_(4) 生物质炭 模板诱导 过渡金属氧化物 超级电容器
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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
11
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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硫掺杂管状g-C_(3)N_(4)/ZnIn_(2)S_(4)高效光催化制氢催化剂制备及性能研究
12
作者 林政楠 方庆艳 +2 位作者 谭鹏 陈刚 张成 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第7期1101-1111,共11页
石墨氮化碳(g-C_(3)N_(4))基材料光催化制氢是当前氢能领域的研究热点,但高效g-C_(3)N_(4)材料的设计和合成仍然是一个重大挑战。本工作利用超分子自组装合成策略和水热反应构建了硫掺杂管状g-C_(3)N_(4)/层状ZnIn_(2)S_(4)复合材料,研... 石墨氮化碳(g-C_(3)N_(4))基材料光催化制氢是当前氢能领域的研究热点,但高效g-C_(3)N_(4)材料的设计和合成仍然是一个重大挑战。本工作利用超分子自组装合成策略和水热反应构建了硫掺杂管状g-C_(3)N_(4)/层状ZnIn_(2)S_(4)复合材料,研究了复合材料的光催化性能并揭示机理。结果表明,S掺杂管状g-C_(3)N_(4)具有较大的比表面积、较高的结晶度和较强的还原能力,能够提供足够的反应位点并促进光生电子-空穴转移,与ZnIn_(2)S_(4)形成Ⅱ型异质结后,提升了材料的光吸收能力和光生电子-空穴分离效率,明显增强了光催化制氢性能。10%S掺杂管状g-C_(3)N_(4)/层状ZnIn_(2)S_(4)的产氢速率最高,为1.64 mmol/(g·h),分别是S掺杂管状g-C_(3)N_(4)和层状ZnIn_(2)S_(4)的82倍和2.3倍。 展开更多
关键词 催化剂 复合材料 制氢 g-c_(3)n_(4) ZnIn_(2)S_(4)
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基于原位光辐照X射线光电子能谱(ISI-XPS)技术的光催化材料石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))研究
13
作者 徐鹏 赵志娟 +1 位作者 章小余 郭延军 《中国无机分析化学》 北大核心 2025年第1期101-108,共8页
原位光辐照X射线光电子能谱(ISI-XPS)技术用于非氧化物光催化材料g-C_(3)N_(4)分析时,由于光辐照对结合能位移影响很小而常被忽略其光照过程中的结构变化。采用自行搭建的原位光辐照XPS装置进行测试发现,相比于波长405 nm的辐照光源,波... 原位光辐照X射线光电子能谱(ISI-XPS)技术用于非氧化物光催化材料g-C_(3)N_(4)分析时,由于光辐照对结合能位移影响很小而常被忽略其光照过程中的结构变化。采用自行搭建的原位光辐照XPS装置进行测试发现,相比于波长405 nm的辐照光源,波长375 nm的光源(辐照光源功率大于15 mW)辐照g-C_(3)N_(4)材料15 min,g-C_(3)N_(4)共轭结构中C和N的XPS信号相对强度均出现明显变化,这归因于光辐照诱导电子转移而导致其化学结构发生改变,为光催化机理研究提供了补充证据。同时经过实验验证,紫外光辐照后,g-C_(3)N_(4)材料表面由于能量注入引起温度升高,表面吸附的污染碳出现一定程度的减少。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳(g-c_(3)n_(4)) 原位光辐照 X射线光电子能谱 光催化
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无掺杂g-C_(3)N_(4)促进光催化甲苯氧化
14
作者 石雄飞 高燊原 +1 位作者 王晓钟 戴立言 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第1期85-94,共10页
以O_(2)选择性氧化甲苯转化为高附加值氧化物意义重大且具有挑战。为解决甲苯C(sp^(3))-H难以活化问题,成功将无掺杂的g-C_(3)N_(4)应用于甲苯氧化反应,展现出优异的光催化氧化活性。经二次热剥离处理的g-C_(3)N_(4),比表面积显著增大,... 以O_(2)选择性氧化甲苯转化为高附加值氧化物意义重大且具有挑战。为解决甲苯C(sp^(3))-H难以活化问题,成功将无掺杂的g-C_(3)N_(4)应用于甲苯氧化反应,展现出优异的光催化氧化活性。经二次热剥离处理的g-C_(3)N_(4),比表面积显著增大,可以提供更多的活性位点,同时促进了光生电子-空穴的有效分离与迁移,大的比表面积也有利于对甲苯和O_(2)的吸附。经优化后的光催化剂在400~410 nm光照条件下,以O_(2)为氧化剂,室温条件反应8 h,甲苯转化率为65.8%,苯甲醛和苯甲酸总选择性为86.2%,甲苯转化速率可达2056μmol·(g·h)^(-1)。 展开更多
关键词 甲苯 光催化 氧气氧化 热剥离 g-c_(3)n_(4)
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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
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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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CdS/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的合成及催化机理研究
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作者 李子罕 张佳琦 +6 位作者 李世卓 李欣雨 刘少卓 王一豪 郝玉翠 刘剑 李彦华 《无机盐工业》 北大核心 2025年第3期124-132,共9页
以三聚氰胺为原料,通过烧结-超声两步法制备了g-C_(3)N_(4)黄色粉末;再以所制备g-C_(3)N_(4)、硫化钠和乙酸镉为原料,采用水热法成功制备出了CdS纳米颗粒包裹g-C_(3)N_(4)片层结构的CdS/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)... 以三聚氰胺为原料,通过烧结-超声两步法制备了g-C_(3)N_(4)黄色粉末;再以所制备g-C_(3)N_(4)、硫化钠和乙酸镉为原料,采用水热法成功制备出了CdS纳米颗粒包裹g-C_(3)N_(4)片层结构的CdS/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线光电子能谱(XPS)等对CdS、g-C_(3)N_(4)和CdS/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂进行物相组成、微观形貌及物化性能表征。测试结果表明:所制备CdS的微观形貌为纳米颗粒结构,g-C_(3)N_(4)为片层结构;在CdS/g-C_(3)N_(4)复合材料中,g-C_(3)N_(4)片层周围包裹着不规则颗粒CdS,二者紧密结合成了一个整体的复合粉体颗粒。以罗丹明B为目标降解物,以氙灯模拟可见光光源,测试CdS、g-C_(3)N_(4)和CdS/g-C_(3)N_(4)复合材料的光催化性能。结果表明,CdS/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂具有良好的光催化性能,当CdS和g-C_(3)N_(4)质量比为1∶5时,复合材料的光催化活性要明显强于单一CdS或g-C_(3)N_(4)样品的催化活性,光照40 min后罗丹明B的降解率可达93.7%,降解过程符合一级动力学方程,其降解速率为6.6×10^(-2) min^(-1)。通过捕获实验分析得到光降解罗丹明B的主要活性基团为羟基自由基,基于机理和降解结果分析,推测CdS和g-C_(3)N_(4)之间应该是形成了Z型异质结。 展开更多
关键词 CdS/g-c_(3)n_(4) 光催化 水热法 合成 催化机理
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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
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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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WO_(3)复合Eu掺杂g-C_(3)N_(4)催化剂的制备及光催化降解氧氟沙星
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作者 张晓君 韦慧珍 +1 位作者 王维雪 孙墨杰 《材料导报》 北大核心 2025年第13期48-52,共5页
光催化技术具有操作简单、价格低廉与无二次污染等优点,在处理抗生素废水中表现优异。WO_(3)是有强氧化能力的金属氧化物,且不属于贵金属氧化物,无毒无害。Eu具有独特的4f电子构型,能作为电子捕获中心,有较强的电子捕获能力。使用复合... 光催化技术具有操作简单、价格低廉与无二次污染等优点,在处理抗生素废水中表现优异。WO_(3)是有强氧化能力的金属氧化物,且不属于贵金属氧化物,无毒无害。Eu具有独特的4f电子构型,能作为电子捕获中心,有较强的电子捕获能力。使用复合金属氧化物WO_(3)与掺杂稀土元素Eu两种改性手段对g-C_(3)N_(4)进行修饰,制备不同复合比例的WO_(3)/Eu/g-C_(3)N_(4)新型催化剂,构建Z型异质结。将制备的样品用于光催化降解氧氟沙星溶液,3%WO_(3)/Eu/g-C_(3)N_(4)催化剂表现出最佳的光催化活性,光照50 min后降解率达到80.71%。经过四次稳定循环测试,催化剂保持较高的光催化活性,说明其具有良好的循环稳定性。通过自由基捕获实验发现主要活性物种是·O_(2)^(-)和h^(+),并提出光催化降解氧氟沙星的机理。本研究可为优化催化剂的光催化活性及抗生素废水处理应用提供一种新思路。 展开更多
关键词 类石墨相氮化碳(g-c_(3)n_(4)) 稀土元素 三氧化钨 氧氟沙星 光催化
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CuO/g-C_(3)N_(4)复合材料在有机染料降解和超级电容器中的应用研究 被引量：3
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作者 张飞刚 刘中利 《无机盐工业》 北大核心 2025年第1期129-136,共8页
采用固态热分解法制备了CuO/g-C_(3)N_(4)复合材料,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、稳态荧光光谱(PL)、瞬态光电流(TPC)、电化学交流阻抗(EIS)、电容电压特性(CV)和晶... 采用固态热分解法制备了CuO/g-C_(3)N_(4)复合材料,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、稳态荧光光谱(PL)、瞬态光电流(TPC)、电化学交流阻抗(EIS)、电容电压特性(CV)和晶界电容特性(GCD)等表征技术对CuO/g-C_(3)N_(4)复合材料进行了全面系统的表征,应用于有机染料亚甲基蓝(MB)降解和超级电容器电极材料。CuO和g-C_(3)N_(4)复合后光谱范围显著拓宽,实现了光生载流子的高效分离,界面/表面电阻降低,使得电荷转移更加高效,这都得益于异质结的成功构建。CuO/g-C_(3)N_(4)投加量为25 mg、MB染料溶液初始质量浓度为50 mg/L、暗吸附60 min和可见光(λ>420 nm)照射60 min时,MB的降解率为90.97%,循环使用5次后MB的降解率为90.28%,表现出优异的光催化活性和稳定性。CuO/g-C_(3)N_(4)复合材料作为超级电容器阳极材料,电流密度为2 A/g时的最大比电容为379.79 F/g,电流密度为10 A/g、循环使用5000次电极材料的电容保留率和库仑效率分别为98.06%和99.54%,是一种超级电容器的理想电极材料。 展开更多
关键词 CuO/g-c_(3)n_(4) 异质结 超级电容器 光催化降解 复合材料 亚甲基蓝
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Ag/质子化g-C_(3)N_(4)纳米棒材料的制备及其光催化降解性能 被引量：3
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作者 殷广明 王怀尧 +5 位作者 郑建华 董鑫月 李健 孙轶男 高一铭 王兵兵 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1491-1500,共10页
制备了Ag负载于质子化g-C_(3)N_(4)(pCN)的纳米棒材料(Ag/pCN),对比了g-C_(3)N_(4)(CN)、表面负载Ag的CN(Ag/CN)、pCN和Ag/pCN在可见光条件下光催化降解亚甲蓝(MB)溶液的效果。结果表明,Ag/pCN光催化效率最高(92.63%),并且具有良好的稳... 制备了Ag负载于质子化g-C_(3)N_(4)(pCN)的纳米棒材料(Ag/pCN),对比了g-C_(3)N_(4)(CN)、表面负载Ag的CN(Ag/CN)、pCN和Ag/pCN在可见光条件下光催化降解亚甲蓝(MB)溶液的效果。结果表明,Ag/pCN光催化效率最高(92.63%),并且具有良好的稳定性;通过光电流-时间(I-t)曲线、Nyquist曲线、Mott-Schokkty曲线和捕获实验探究了Ag/pCN光催化降解MB的机理:虽然pCN的π共轭体系较CN发生变化,但由于形成了纳米棒,其比表面积的增加以及Ag负载的协同效应致使Ag/pCN具有优异的光催化性能。光催化过程中羟基自由基(·OH)是起主要作用的活性物质,其由光生电子(e^(-))与表面吸附的O_(2)反应产生以及光生空穴(h^(+))与H_(2)O或OH^(-)反应产生。 展开更多
关键词 AG 质子化 g-c_(3)n_(4) 光催化降解
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