MIL-101限域Au纳米颗粒催化对硝基苯酚加氢反应

利用MIL-101有序纳米孔道的限域能力,制备出一系列尺寸较小且分散度均匀的Au纳米颗粒Au@MIL-101催化剂,通过X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、物理吸附仪和原子发射光谱仪对该催化剂进行了表征.该催化剂在温和的反应条件下对对硝基苯酚加氢反应表现出良好的催化活性.     

多孔纳米片状石墨相氮化碳的制备及其可见光催化

以三聚氰胺和硫脲为前驱体,通过简易的氧气刻蚀制备了多孔纳米片状氮化碳。相比于三聚氰胺制备的薄片状氮化碳（MCNS）,以硫脲制备的多孔纳米片状的g-C₃N₄（TCNS）片层更薄,其单片厚度约为30 nm,且TCNS的层状结构明显,能带隙约为3.03 eV,高于石墨相氮化碳（2.77 eV）,更宽的禁带赋予载流子更强的氧化还原能力。较大的比表面积（114 m²·g^-1）可以提供更多的活性位点,同时纳米片状结构可以促进电子与空穴的有效分离和转移,且能有效地降低光生载流子的复合率,因而TCNS具有更高的光催化活性。     

多孔纳米片状石墨相氮化碳的制备及其可见光催化

以三聚氰胺和硫脲为前驱体,通过简易的氧气刻蚀制备了多孔纳米片状氮化碳。相比于三聚氰胺制备的薄片状氮化碳(MCNS),以硫脲制备的多孔纳米片状的g-C_3N_4(TCNS)片层更薄,其单片厚度约为30 nm,且TCNS的层状结构明显,能带隙约为3.03 eV,高于石墨相氮化碳(2.77 eV),更宽的禁带赋予载流子更强的氧化还原能力。较大的比表面积(114 m~2·g~(-1))可以提供更多的活性位点,同时纳米片状结构可以促进电子与空穴的有效分离和转移,且能有效地降低光生载流子的复合率,因而TCNS具有更高的光催化活性。     

石墨相氮化碳纳米片负载钯纳米颗粒的制备及催化还原性能

用液相还原法合成了石墨相片层氮化碳负载钯的复合材料,利用X-射线衍射及透射电镜等测试手段分析了催化剂的组分及微观结构。以室温下还原对硝基苯酚为模板反应,探索了不同量的2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪(Mp)改性的氮化碳作为载体以及不同的钯负载量对催化活性的影响。结果表明,加入10%摩尔量的Mp制备的氮化碳作为载体,钯的负载量为3%的复合催化剂具有最高的催化活性,室温下还原对硝基酚的速率常数为0.38 min^-1,归一化速率常数为2.24 S^-1/mM。     

用聚苯乙烯软模板合成多孔石墨相氮化碳

以通过乳液聚合方法制备的聚苯乙烯粒子作为软模板,合成了多孔石墨相氮化碳(g-C_3N_4)。通过傅立叶变换红外光谱,X射线衍射和X射线光电子能谱分析并结合比表面积测定,研究了模板对g-C_3N_4的化学结构和晶体结构的影响,结果表明:模板的引入不改变g-C_3N_4的化学结构,对晶体结构也基本无影响,通过调节聚苯乙烯软模板的含量可以控制g-C_3N_4的孔隙率和比表面积;紫外-可见吸收光谱测定结果表明:所合成多孔石墨相氮化碳在200-800nm波长范围内均有吸收。比表面的可调控性和宽光谱吸收有利于促进多孔石墨相氮化碳在光催化领域的应用。     

铂纳米颗粒的可见光化学制备及其对p-硝基苯酚催化还原反应

在可见光照射下,以乙二醇（EG）作为还原剂和稳定剂,在多壁碳纳米管（MWCNTs）上一步合成了铂纳米颗粒,成功制备Pt/MWCNTs复合材料,并通过p-硝基苯酚（p-NP）的催化还原反应研究了Pt/MWCNTs的催化性能。用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）对所制备材料的形貌和晶体结构进行了表征。实验结果显示,可见光照射促进了EG水溶液中[PtCl₄]^2-前驱体的水解。通过金属界面的电子效应,铂前驱体被还原成了均匀分散的平均直径2.1 nm的超小颗粒Pt（Pt ultra-small particles,Pt UPs）。所制备的Pt/MWCNTs能有效地催化p-NP还原为p-氨基苯酚（p-AP）,表现出较高的催化性能,其表观速率常数为0.25 min^-1。Pt/MWCNTs多次使用后没有显著的活性损失,显示出了良好的稳定性。上述实验结果证明,除了传统的紫外光照射等手段以外,可见光照射也同样是制备铂金属催化剂非常有效的方法。而且,催化剂的形貌控制也完全可以通过简单而非复杂的实验条件加以实现。     

二氧化钛纳米颗粒/还原氧化石墨烯修饰玻碳电极在对硝基苯酚检测中的应用

本文报道了用二氧化钛纳米颗粒（TiO₂NPs）/还原氧化石墨烯（RGO）的复合物修饰玻碳电极检测微量对硝基苯酚（4-NP）的电化学方法. 本研究用扫描电子显微镜（SEM）对该复合材料形貌进行表征,用循环伏安法和交流阻抗谱对该复合物电极的电化学性能进行检测,表现出良好的电化学特性,采用差分脉冲伏安法对4-NP进行微量检测,结果令人满意,这主要得益于TiO2NPs/RGO复合物对4-NP有较高的催化活性,其电流峰值与浓度呈较高的线性关系,DPV的检测范围为10μmol·L^-1 ~ 350μmol·L^-1,检测限为0.13 μmol·L^-1. 与其他报道的一些电化学传感器相比,该传感器检测范围大,检测限低,且工作稳定,成本低,分析简单快速,具有很好的应用前景.     

石墨化氮化碳负载Cu纳米颗粒用作高效氧还原电催化剂

高活性低成本氧还原反应(ORR)电催化剂是燃料电池和金属/空气电池等可再生能源技术的关键组成部分.在离子液体[(C16mim)2CuCl4]和质子化的石墨化氮化碳(g-CN)的存在下,采用简易的水热反应制备了Cu/g-CN电催化剂用于ORR.与纯的g-CN相比,所制Cu/g-CN表现出高的ORR催化活性:起始电势正移99 mV,为2倍动力学电流密度.另外,Cu/g-CN还表现出比商用Pt/C(HiSPECTM 3000,20%)催化剂更好的稳定性和甲醇容忍性.因此,该催化剂作为廉价的高效ORR电催化剂有望应用于燃料电池中.     

基于对硝基苯酚还原模型反应的纳米金催化材料

硝基苯酚是工业和农业废水中常见的有机污染物之一。近年来,由于纳米金催化材料的优异催化性能,纳米金催化材料日益成为催化还原对硝基苯酚的一种高效、快速和环境友好的催化材料;合成高度分散、尺寸均一、稳定、易分离及可重复使用的纳米金催化材料是该领域的研究重点。本文以纳米金催化材料的整体结构为主线,归纳了纳米金催化材料的最新研究进展;重点讨论了纳米金催化材料的制备手段及其催化活性、稳定性、可回收性和可重复使用性;并对纳米金催化材料的发展方向和今后需解决的关键问题进行了展望。     

石墨相氮化碳/蒙脱石复合材料的制备及其可见光催化性能

为提高石墨相氮化碳(g-C₃N₄)对可见光的利用率及光催化效率,采用热聚合与直接负载等方法,将g-C₃N₄负载于蒙脱石表面,制备了g-C₃N₄/蒙脱石复合光催化材料,其结构经SEM, FT-IR及XRD表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究了不同负载量g-C₃N₄/蒙脱石复合光催化剂的可见光催化性能。并分别以对苯醌、碘化钾和异丙醇为自由基捕获剂,研究了复合材料的光催化机理。结果表明：当g-C₃N₄的质量分数为83%(CN/M-83%)时,RhB经可见光照射1 h后,降解率达到99.2%。光催化速率常数为纯g-C₃N₄光催化速率常数的3.2倍。     

类石墨相氮化碳纳米片的制备研究进展

作为一种sp~2共轭体系的非金属聚合物半导体,类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)纳米片在光电化学、催化、光催化及生物医药等领域具有广泛的应用前景。本文综述了g-C_3N_4纳米片的制备方法,总结了各种不同方法制备g-C_3N_4纳米片的优缺点,并对g-C_3N_4纳米片的发展进行了展望。     

类石墨相氮化碳量子点（g-CNQDs）用于水质中三硝基苯酚的检测

基于类石墨相氮化碳量子点( g-CNQDs)建立了一种高效、灵敏、简单的荧光化学传感器用于检测水相中的三硝基苯酚( TNP)。 g-CNQDs是一种新型纳米半导体材料,具有很好的水溶性、生物相容性、环境友好、良好荧光特性,无毒性,通过简单的固相反应法,制备了g-CNQDs材料,探讨了g-CNQDs与TNP之间的相互作用(如仔-仔共轭作用、氢键相互作用和静电作用)引起的g-CNQDs荧光猝灭过程。此荧光传感器响应速度快,对TNP具有良好的选择性。实验结果表明,本方法在0.1~100 nmol/L和0.1~100μmol/L的浓度范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.05 nmol/L ( S/N=3)。 g-CNQDs材料在化学传感器方面有很好的应用前景,利用此荧光传感器对实际水样中的TNP进行了检测,为监测水环境中TNP提供了新方法。     

类石墨相氮化碳改性研究进展

类石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种不含金属的半导体材料,它具有制备方法简单、合成原材料价格低廉、含量丰富,具有很好的物理化学性质及热稳定性等优点,并且其较窄的禁带宽度满足可以直接吸收一部分可见光的要求,这些特有的优势使其一度成为人们研究和关注的焦点.然而,它的比表面积小、光生电子和空穴复合率高以及可见光利用率不足等弊...     

膨胀石墨负载钯纳米颗粒催化六价铬还原反应

采用高分子辅助的浸渍还原法,制备得到膨胀石墨(EG)负载的纳米钯催化剂(Pd-EG),采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂组成、结构、形貌和价态进行了表征,并考察了Pd-EG催化剂在六价铬还原反应中的活性.结果表明,催化剂中纳米钯颗粒均匀分散在膨胀石墨上,平均粒径为4.37 nm,金属负载量质量分数为0.446%.该催化剂对六价铬还原反应具有良好的催化性能,可将六价铬完全转化为三价铬,在pH=4.0及45℃条件下反应转化频率(TOF)达到3186 h-1;催化剂经过多次重复使用后的活性仍保持稳定.     

超声法制备Au/Fe_3O_4及其催化还原4-硝基苯酚性能

通过简易的超声法以及原位还原法成功制备出了负载型可再生Au/Fe_3O_4催化剂。利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为有机桥键,将Au固定在Fe_3O_4的表面,得到单分散磁性Au/Fe_3O_4。Au0在氨基的作用下不会团聚,因此具有较高的催化活性及稳定性。XRD、HRTEM、EDS和XPS等测试结果表明Au/Fe_3O_4已被成功制备。将其用于催化还原4-硝基苯酚得到4-氨基苯酚,表现出较高的催化活性,速率常数可达0.225 6 min~(-1)。重复性实验表明该催化剂具有良好的稳定性,反应9个循环之后,催化还原反应的转化率仍可达到94%。     

石墨化氮化碳负载Cu纳米颗粒用作高效氧还原电催化剂（英文）

高活性低成本氧还原反应(ORR)电催化剂是燃料电池和金属/空气电池等可再生能源技术的关键组成部分.在离子液体[(C_(16)mim)_2CuCl_4]和质子化的石墨化氮化碳(g-CN)的存在下,采用简易的水热反应制备了Cu/g-CN电催化剂用于ORR.与纯的g-CN相比,所制Cu/g-CN表现出高的ORR催化活性:起始电势正移99 mV,为2倍动力学电流密度.另外,Cu/g-CN还表现出比商用Pt/C(HiSPECTM 3000,20%)催化剂更好的稳定性和甲醇容忍性.因此,该催化剂作为廉价的高效ORR电催化剂有望应用于燃料电池中.     

超薄石墨相氮化碳纳米片的构建及其光催化作用

通过简单调整g-C_3N_4的热聚合方式,一步构筑了超薄氮化碳纳米片,厚度在0.2~0.4 nm左右,分布均匀,比表面积可以达到99 m~2·g~(-1)。光催化性能测试结果表明,随着纳米片比表面积的增大,材料除了表现出优异的光解水性能以外,还在微生物领域表现出一定的抗菌性能,且活性随着聚合温度的升高、纳米片层的变薄而逐渐提高。     

超薄石墨相氮化碳纳米片的构建及其光催化作用

通过简单调整g-C₃N₄的热聚合方式,一步构筑了超薄氮化碳纳米片,厚度在0.2~0.4 nm左右,分布均匀,比表面积可以达到99 m²·g^-1。光催化性能测试结果表明,随着纳米片比表面积的增大,材料除了表现出优异的光解水性能以外,还在微生物领域表现出一定的抗菌性能,且活性随着聚合温度的升高、纳米片层的变薄而逐渐提高。     

石墨相氮化碳的化学合成及应用

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有独特的电子结构和优异的化学稳定性, 近年来不仅被作为不含金属组分的催化剂和催化剂载体, 广泛地应用于有机官能团的选择性转换、光催化分解水、氧还原和Au、Pd、Ag、Pt等贵金属的负载, 还被作为绿色储能材料和硬模板剂用于H₂、CO₂的存储和纳米金属氮(氧)化物的制备等, 在能源和材料相关领域逐渐引起人们的关注. 本文将从材料的制备和应用角度,综述国内外同行近年来在g-C₃N₄研究中所取得的一些重要进展, 并对其未来发展趋势,特别是在能源和环境领域中的应用进行了展望.     

Fe-P共掺杂石墨相氮化碳催化剂可见光下催化性能研究

采用双氰胺、硝酸铁和磷酸氢二铵为原料制备Fe-P共掺杂石墨相氮化碳(g-C3N4).使用X射线衍射光谱(XRD)、N2吸附、紫外可见光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对制备的催化剂进行了表征.结果表明,引入掺杂剂可以抑制g-C3N4的晶粒生长,提高催化剂比表面积,降低带隙能,抑制光生电子和空穴的复合.在可见光下降解罗丹明B的实验表明Fe-P共掺杂g-C3N4的反应速率常数是纯g-C3N4的6倍.我们推测了P和Fe可能的掺杂态以及光催化反应机理.