g-C3N4/Fe-Cu的制备以及对4-硝基苯酚光催化降解性能研究

采用高温缩聚尿素和原位沉淀法制备磁性复合g-C_3N_4/Fe-Cu纳米材料,通过X-射线衍射谱(XRD)、高分辨率JEM 1200EX型透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对材料表面形貌、颗粒形态和结构性质进行表征。考察g-C_3N_4与Fe-Cu不同复合比1∶10、1∶5和1∶1的g-C_3N_4/Fe-Cu对4-硝基苯酚催化降解性能的影响,分析研究催化剂磁性及循环利用性,并初步探讨了降解热力学、动力学过程和降解机理。实验结果表明,此方法合成的g-C_3N_4/Fe-Cu复合材料反应活性位点丰富且分散均匀,表现出较强的催化和可循环性能。当Fe-Cu摩尔比为1∶1,g-C_3N_4与Fe-Cu质量比为1∶5时,表现出最优的活性,对4-硝基苯酚的催化性能最佳,在120 min内降解效率超过82.3%,重复循环利用3次后,降解效率仍能保持在70%以上。降解过程符合准一级动力学模型,反应活化能E_a=17.32 k J·mol~(-1),熵变ΔS0,ΔG0表明降解是个熵驱动的过程,降解反应是自发进行的。     

g-C_3N_4/BiOBr异质结光催化剂的制备与可见光催化活性

以三聚氰胺作为合成g-C_3N_4纳米片的前躯体,以Bi(NO3)3·5H2O和KBr作为合成BiOBr的原料,采用水热法构建g-C_3N_4/Bi OBr二维异质结可见光催化剂,有效的晶面复合和合适的能带组合有助于增强g-C_3N_4和BiOBr的可见光催化活性。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见漫反射光谱(UVvis DRS)等方法表征其结构、光学性质以及组成结构。在可见光(λ420 nm)下以光催化降解RhB来评价合成催化剂的光催化活性,结果表明,g-C_3N_4/BiOBr光催化降解罗丹明B(Rh B)的效率高于单体g-C_3N_4和BiOBr,并对g-C_3N_4/BiOBr增强可见光催化RhB机理进行解释。     

分子印迹型TiO2/g-C3N4的制备及其对孔雀石绿光催化降解性能研究

以三聚氰胺、三聚氰酸和TiO_2为前驱体,制备了TiO_2/g-C_3N_4复合材料,再以孔雀石绿为模板分子,通过溶胶-凝胶法制得分子印迹型TiO_2/g-C_3N_4光催化材料(MIP-TiO_2/g-C_3N_4)。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对MIP-TiO_2/g-C_3N_4的结构和形貌进行了表征。通过吸附和降解实验研究了MIP-TiO_2/g-C_3N_4的吸附性能和光催化性能。结果表明,该材料能够有效降低高浓度共存物质的干扰,实现选择性的富集并降解孔雀石绿,在140 min内对孔雀石绿的降解率可达93.7%。     

BiPO4/g-C3N4二元催化剂的制备及其可见光催化性能研究

本研究通过一步搅拌法制备了BiPO_4/g-C_3N_4二元催化剂,以活性蓝19(RB19)为目标污染物,研究了其在可见光下的催化降解性能。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征了催化剂的物化性质。结果表明:BiPO_4成功附着到g-C_3N_4上,并且分散效果较好,BiPO_4的掺入使g-C_3N_4的带隙变窄,提高了g-C_3N_4的可见光利用率,延长了光生电子-空穴对的寿命。最后通过分析推测出可能的光催化降解机理。     

Ag/g-C3N4复合微纳米光催化剂的合成及其降解性能

以尿素为原料,通过高温热缩聚法制备出石墨相氮化碳(g-C_3N_4),并通过超声剥离,破坏g-C_3N_4层状结构,得到分散的片状结构。将不同量的硝酸银配成银氨溶液,抗坏血酸将其还原成银,并在搅拌下沉积在g-C_3N_4的表面,得到不同银负载量的Ag/g-C_3N_4。利用X-射线衍射仪、纳米粒度仪以及红外光谱仪对其进行表征。最后在紫外-可见光谱仪的测试下,通过降解甲基橙和罗丹明B,比较光催化剂对降解物的选择性降解。结果表明:在可见光的照射下,由90 mg硝酸银与100 mg g-C_3N_4制备的复合光催化材料表现出最佳的降解效果,远大于复合之前g-C_3N_4的降解效果。而且对罗丹明B的降解性大于甲基橙,表明光催化材料对降解物具有选择性。     

中空花状可见光响应催化剂g-C_3N_4@BiOCl的制备及其光催化活性

以g-C_3N_4/H_2SO_4溶液和硝酸铋为前驱体,采用自组装法制备了中空花状且具有可见光响应能力的异质结光催化剂gC_3N_4@BiOCl。利用X射线衍射、电子扫描显微镜、高分辨透射电镜、X射线能谱、紫外可见漫反射光谱及X射线光电子能谱等表征手段确证了催化剂的结构。该催化剂能够有效地实现光生电子-空穴的分离,表现出优异的可见光催化活性。通过对50 mg·L~(-1)罗丹明B的降解实验验证了g-C_3N_4@BiOCl的光催化活性,在可见光条件下(λ≥420 nm)的降解效率优良,12 min即可达到99%。     

MoS_2/g-C_3N_4复合材料的制备及可见光催化性能

首先在N-甲基吡咯烷酮溶液中超声剥离得到少层的MoS_2,将其与石墨相氮化碳(g-C_3N_4)复合,制得MoS_2/g-C_3N_4复合材料。采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS),傅里叶变换红外光谱(FTIR),Raman光谱,紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)和光致荧光(PL)技术对复合材料进行表征。可见光下考察MoS_2/g-C_3N_4复合材料光催化降解罗丹明B(Rh B)的活性,结果表明:将少量MoS_2与g-C_3N_4复合可明显提高光催化活性,且1%(w/w)MoS_2/g-C_3N_4复合物的光催化活性最高,可能的原因是MoS_2和g-C_3N_4匹配的能带结构,增大了界面间电荷的传输,降低了光生电子-空穴的复合,进而提高了光催化活性。     

光纤负载g-C_3N_4/TiO_2薄膜催化剂的制备及其降解间二甲苯性能研究

采用研磨-煅烧技术制备不同g-C_3N_4含量的g-C_3N_4/TiO_2复合粉末催化剂,以模拟太阳光光催化降解气相间二甲苯实验评价催化剂活性.结果表明:当g-C_3N_4含量为60%时,g-C_3N_4/TiO_2-60的降解效果最佳.以此为代表,采用溶胶-凝胶-浸渍-提拉方法 ,制备光纤负载g-C_3N_4/TiO_2薄膜光催化材料,应用于气相间二甲苯的降解.通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis/DRS)及高分辨透射电镜(TEM)对催化剂进行表征.采用光电化学实验、自由基捕获实验探究其光催化机理.结果表明:模拟太阳光光照120min后,光纤负载g-C_3N_4/TiO_2-60薄膜光催化材料对气相间二甲苯的降解率为94%,经过3次循环使用后降解活性无明显变化.光在光纤中的有效传播、光生电子和空穴的快速产生、迁移以及反应体系中形成的·O2-,·OH和hVB+3种活性物种是光纤负载薄膜催化剂实现高效降解气相间二甲苯的原因.     

g-C3N4-BiOBr复合材料制备及可见光催化性能

利用原位沉积法将Bi OBr纳米片生长到g-C_3N_4表面,制得g-C_3N_4-Bi OBr p-n型异质结复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)和荧光光谱(PL)等测试对光催化剂结构和性能进行表征。通过可见光辐照降解甲基橙水溶液检测评估复合光催化剂光催化活性。研究结果表明:复合光催化剂由Bi OBr和g-C_3N_4两相组成,Bi OBr纳米片在片状g-C_3N_4表面快速形核生长形成面-面复合结构。相比于纯相g-C_3N_4和Bi OBr,g-C_3N_4-Bi OBr复合材料具有更强可见光吸收能力,吸收带边红移。在可见光辐照100 min后,性能最佳的2:8 gC_3N_4-Bi OBr复合光催化剂光催化活性分别是纯相g-C_3N_4和Bi OBr的1.8和1.2倍,经过4次循环实验后,其降解率仍达84%,说明复合结构光催化剂催化性能和稳定性增强。复合光催化剂的荧光强度显著降低,说明光生载流子复合得到了有效抑制。复合光催化剂催化性能的提高归因于p-n型异质结促进电荷有效分离、抑制电子-空穴复合和吸收光波长范围的扩展,相比单一成分材料具有更好的催化活性和稳定性。自由基捕获实验证明,可见光降解甲基橙光催化过程中的主要活性成分为空穴,并据此提出了可能的光催化机理。     

炭球修饰g-C3N4材料的制备及其可见光光催化性能

利用水热法以葡萄糖和氮化碳(g-C_3N_4)为原料,成功地制备了炭球修饰氮化碳(C/g-C_3N_4)复合型光催化剂。通过X射线粉末衍射、扫描电镜、N_2吸附-脱附、紫外可见漫反射、表面光电压和电子顺磁共振分别对样品的结构、组成、形貌、比表面积和光学性能进行了表征。结果显示:直径约20 nm的炭球紧密地排列于g-C_3N_4表层,当葡萄糖与g-C_3N_4用量比(质量分数)为1%时,复合催化剂1%C/g-C_3N_4的光催化性能最好。C/g-C_3N_4与单一g-C_3N_4相比,不仅比表面积明显增大,还扩展了可见光的响应范围,且提高了催化剂光生电子与空穴的分离效率。在400 W金卤灯照射下,光线通过420 nm滤光片后,在80 min内1%C/g-C_3N_4对10μmol·L~(-1)的罗丹明B降解率高达87%,是纯g-C_3N_4在同样条件下催化性能的3倍,且稳定性良好。     

The crystal structure of LaIr4B4, ThOs4B4, ThIr4B4 (NdCo4B4-type) and URu4B4, UOs4B4 (LuRu4B4-type)

The crystal structure of LaIr₄B₄ has been refined from single crystal counter data. LaIr₄B₄ is tetragonal,P4₂/n,Z=2, isotypic with NdCo₄B₄, |F|/|F _o|=0.039 for 312 independent reflections [|F _o|>2 (F _o)]. ThIr₄B₄ and ThOs₄B₄ also belong to the NdCo₄B₄-type structure. URu₄B₄ and UOs₄B₄ were found to crystallize with LuRu₄B₄-type structure. The crystal chemistry of (RE)T ₄B₄-phases is discussed and simple geometric relations are shown to exist between them.Dedicated to Prof.B. T. Matthias in celebration of his 60th birthday.     

Schwingungsspektren von As4S4 und As4Se4

Vibrational Spectra of As₄S₄ and As₄Se₄ The vibrational spectra of solid α- and β-As₄S₄ and the Raman spectrum of molten As₄S₄ have been recorded. The assignments of the frequencies are proposed mainly based on polarization data. The Raman melt spectra suggest that As₄S₄ molecules (symmetry D_2d) are retained in the molten state. A partial decomposition of the melt by prolonged laser irradiation was observed. The Raman spectrum of solid As₄Se₄ is presented and the frequencies are tentatively assigned to an As₄Se₄ molecule of the cradle type, possessing D_2d symmetry.     

Zintlphasen mit isolierten SiAs4- bzw. GeAs4-Anionen: Darstellung und Struktur von Ba4SiAs4 und Ba4GeAs4 sowie Sr4SiAs4 und Sr4GeAs4

Die erstmals dargestellten isotypen Verbindungen Ba₄SiAs₄, Ba₄GeAs₄, Sr₄SiAs₄ und Sr₄GeAs₄ kristallisieren kubisch, Raumgruppe P4 3n, mit 8 Formeleinheiten in der Elementarzelle: In den Strukturen liegen isolierte, d.h. nur von Ba-Ionen umgebene SiAs - bzw. GeAs -Tetraeder vor. Die Verbindungen sind die bisher eindrucksvollsten Beispiele für Zintlphasen mit komplexen Anionen. Zintl Phases with Isolated SiAs₄ or GeAs₄ Anions: Preparation and Structure of Ba₄SiAs₄, Ba₄GeAs₄, Sr₄SiAs₄, and Sr₄GeAs₄ The new compounds Ba₄SiAs₄, Ba₄GeAs₄, Sr₄SiAs₄, and Sr₄GeAs₄ have been prepared and their structures determined. They crystallize in the cubic system, P4 3n, with axes: data see “Inhaltsübersicht”. There are isolated SiAs or GeAs tetrahedra in the structures. The compounds can be interpreted as Zintl phases with complex anions.     

Zur Kenntnis von K4PbO4 und Rb4PbO4

On K₄PbO₄ and Rb₄PbO₄ For the first time single crystals of K₄[PbO₄] have been prepared by heating K₄PbO₃ in O₂. The structure has been refined [K₄[PbO₄]: 3029 I₀(hkl), four circle diffractometer PW 1100, ω-scan, MoKα, R = 6.73%, R_w = 6.64%, P1 ; a = 658.62(15), b = 658.41(12), c = 986.64(21) pm, α = 79.74(2)°, β = 108.45(2)°, γ = 112.49(2)°, d_x = 3.79 g · cm^?3, d_pyk = 3.78 g · cm^?3, Z = 2; Rb₄[PbO₄]: a = 686.94(18), b = 684.43(18), c = 1020.73(21) pm, α = 79.28(2)°, β = 108.40(2)°, γ = 113.02(2)°, d_x = 4.87 g · cm^?3, d_pyk = 4.85 g · cm^?3, Z = 2, (from Rb₂PbO₃ and Rb₂O)]. Both compounds are isotypic with K₄SnO₄. The Effective Coordination Numbers, ECoN, these via Mean Fictive Ionic Radii, MEFIR, are calculated.     

Electronic structures of the boron cage molecules B4H4, B4Cl4 and B4F4

Ab initio calculations have been performed on B₄H₄, B₄Cl₄ and B₄F₄ in order to aid our understanding of the bonding in these compounds, which is presumably based on a tetrahedral boron cage. This cage has only 8 electrons and so is less than that expected on the basis of the usual framework electron counting rules. Basis sets with polarisation functions were used at the SCF, CI and CPF levels of theory to confirm that the T _d structures are indeed more stable than the D _4h ones. Davidson-Roby population analyses were able to show that many factors, including 3-centre 2-electron bonding and backbonding from the ligand to the boron cage, are of importance in determining the relative stability of the three compounds, of which B₄Cl₄ is the only one that has yet been observed experimentally.