| N和F共掺杂C3N4的制备及其可见光催化性能 |
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| 引用本文： | 薛彪,傅炀杰,谭盟,张超,李宁毅,杨凌轩,郑淑贞,王齐.N和F共掺杂C3N4的制备及其可见光催化性能[J].无机化学学报,2022,38(10):2047-2055. |
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| 作者姓名： | 薛彪 傅炀杰 谭盟 张超 李宁毅 杨凌轩 郑淑贞 王齐 |
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| 作者单位： | 浙江工商大学环境科学与工程学院, 杭州 310018 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（No.21876154）、浙江省属高校基本业务费专项资金（No.JRK22001）、浙江师范大学“先进催化材料”教育部重点实验室和浙江省“固体表面反应化学”重点实验室开放课题（No.KLMEACM202104）、浙江省教育厅一般科研项目（No.Y202147596）资助 |
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| 摘 要： | 针对氮化碳（C3N4）光生电荷易复合、光催化性能有限的不足，我们制备N和F共掺杂C3N4（NF-C3N4），以提升其光催化性能。利用NH4F在高温下原位分解产生的HF和NH3，对C3N4刻蚀的同时实现N和F双元素共掺杂。以氯化铵（NH4Cl）为对照，制备N掺杂C3N4（N-C3N4）。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、比表面积测试和电化学表征手段研究N、F共掺杂对C3N4形貌、成分、结构和物化性质等的影响规律。相比于C3N4和N-C3N4，NF-C3N4呈多孔状，比表面积增大，光生电荷的生成、分离和转移均被促进，NF-C3N4光催化还原Cr （Ⅵ）的速率是C3N4的2.6倍、N-C3N4的1.7倍。进一步考察了不同前驱体（尿素、双氰胺和三聚氰胺）对制备C3N4的影响，发现以尿素为前驱体的C3N4与NH4F的质量比为3∶2时，NF-C3N4呈现最佳的光催化性能。催化剂用量、光照强度、空穴捕获剂浓度的增加和pH的降低均能提高Cr （Ⅵ）还原速率。在NF-C3N4浓度为0.1 g·L-1、pH=3、cEDTA-2Na=2 mmol·L-1、40 min可见光照射后，Cr （Ⅵ）去除率达到90%。5次循环实验表明，优化制备的NF-C3N4光催化还原Cr （Ⅵ）的性能保持良好，具有较高的稳定性。
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| 关 键 词： | 光催化 C3N4 Cr(Ⅵ)还原 N、F共掺杂 |
| 收稿时间： | 2022/5/30 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/8/15 0:00:00 |
Preparation and Visible Light Photocatalytic Properties of N and F Co-doped C3N4 |
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| XUE Biao,FU Yang-Jie,TAN Meng,ZHANG Chao,LI Ning-Yi,YANG Ling-Xuan,ZHENG Shu-Zhen,WANG Qi.Preparation and Visible Light Photocatalytic Properties of N and F Co-doped C3N4[J].Chinese Journal of Inorganic Chemistry,2022,38(10):2047-2055. |
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| Authors: | XUE Biao FU Yang-Jie TAN Meng ZHANG Chao LI Ning-Yi YANG Ling-Xuan ZHENG Shu-Zhen WANG Qi |
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| Institution: | School of Environment Science and Engineering, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310018, China |
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