石墨相氮化碳/二氧化锡复合材料的制备及光催化性能

采用热聚合法和水热法相结合的方法制备了g-C_3N_4/SnO_2复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、FT-IR和UV-Vis DRS等多种测试手段对所得样品的物相结构、微观形貌和吸光特性等进行了表征。结果表明,异质结构复合光催化剂的最大光吸收边位置相对纯相SnO_2发生了明显的红移,并且SnO_2颗粒均匀分布于g-C_3N_4表面,其中最优组分(50%-g-C_3N_4/SnO_2)光催化降解染料罗丹明B(RhB)的效率达到了纯相g-C_3N_4的3.78倍。     

花状钛酸/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备及其性能

光催化是一种绿色环保的污染物去除方法,但高色度印染废水由于其色度高、透光率差的原因,限制了光催化方法在该领域中的应用。本研究通过简易的水热法制备花状钛酸/石墨相氮化碳（FT/g-C3N4）复合光催化剂。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等表征了FT与g-C3N4异质结的...     

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。     

石墨相氮化碳量子点的简易水热制备和荧光性能

本文以线状石墨相氮化碳(Lg-CN)为原料,在无需强酸加入的情况下,利用简单的纯水中的水热反应成功制得了氮化碳量子点(CN QDs),并利用傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射、透射电镜、X射线光电子能谱等对所得量子点的形貌和结构进行了表征,进而解释了量子点的形成机理;利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性质进行了研...     

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...     

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。     

石墨相氮化碳的红外辅助微波法制备及光催化固氮性能

采用红外辅助微波法制备了可见光下具有优越固氮性能的石墨相氮化碳催化剂(g-C3N4).采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附、紫外-可见光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、N2-程序升温脱附(TPD)和电子顺磁共振谱(EPR)等对催化剂进行了表征.结果表明,微波处理在催化剂表面形成许多孔状结构,增大了催化剂的比表面积,抑制了催化剂光生电子-空穴的复合;微波处理还会产生大量氮空穴,这些氮空穴一方面可以吸附并活化氮气分子,另一方面可提升电荷从催化剂到氮气分子的界面转移能力,显著提高催化剂的光催化固氮性能.采用红外辅助微波法制备的g-C3N4催化剂比采用单纯微波法制备的催化剂具有更多的氮空穴,表现出更高的光催化固氮性能.     

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。     

铈掺杂石墨相氮化碳的合成及可见光光催化性能

以硝酸铈和三聚氰胺为原料,采用热解法合成系列Ce掺杂石墨相氮化碳(g-C_3N_4).采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)、荧光光谱仪(PL)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对样品进行了表征.结果表明,Ce掺杂使g-C_3N_4晶粒尺寸减小,比表面积增大,光生电子/空穴对复合几率降低,并影响到能带结构.在可见光下光催化降解亚甲基蓝水溶液的结果表明,Ce掺杂g-C_3N_4的可见光光催化活性远优于纯g-C_3N_4.其中,0.10-Ce-C_3N_4样品80 min内对亚甲基蓝的降解率高达98.51%,速率常数达0.0506 min~(-1),是纯g-C_3N_4的4.9倍.     

Graphite Carbon Nitride and Its Composites for Medicine and Health Applications

With the progress of science and technology and the improvement of people‘s living standards, the performance of traditional materials can no longer fully meet the needs of social development. Graphitic phase carbon nitride (g-C₃N₄), as a new type of nanomaterial, has good properties. Its unique graphite like structure and stable thermodynamic characteristics have led an increasing number of researchers to explore its diverse functions and use this as a basis to develop related energy and products for applications in various fields. Among them, applications in the field of medicine health have become popular in recent years. Therefore, this review summarizes the synthesis methods of g-C₃N₄ and its composites, as well as their applications in food, medicine, environmental monitoring and disease treatment, in the hope of providing references and basis for further expanding the applications of g-C₃N₄ in large health areas.     

Production of Metal‐Free Composites Composed of Graphite Oxide and Oxidized Carbon Nitride Nanodots and Their Enhanced Photocatalytic Performances

A novel metal‐free composite (GN) composed of two types of carbon‐based nanomaterials, graphite oxide (GO) and 2D oxidized carbon nitride (OCN) nanodots was produced. Chemical and morphological characterizations reveal that GN contains a main component of GO with well‐dispersed 2D OCN nanodots. GN shows enhanced photocatalytic performance for degrading an organic pollutant, Rhodamine B, under visible light.     

不同形貌ZnSe的制备及光电化学性能

采用水热法制备了ZnSe纳米棒和微球, 用XRD, TGA-DTA和SEM等技术对其进行了表征, 提出了解释ZnSe微球的形成新机理. 研究结果表明, 纳米棒直径为50~100 nm, 棒长约为200~300 nm, ZnSe微球直径为3~10 μm.; 纳米棒在反应温度为240 ℃时具有闪锌矿和纤维锌矿型混晶结构, 微球在反应温度为210 ℃时具有闪锌矿结构; 将ZnSe纳米棒和微球均匀地涂在导电玻璃的导电面上, 于380 ℃煅烧40 min后制成膜电极, 并进行了光电化学研究, 纳米棒膜结构电极最高单色光的光电转换效率(IPCE)可达到9.09%.     

石墨相氮化碳的模板法制备、表征及光催化性能测试综合化学实验

采用简单原料（单氰胺、硅溶胶）利用模板法制备石墨相氮化碳,并对所得产物进行结构表征与形貌分析。采用光催化降解亚甲基蓝实验评价石墨相氮化碳的可见光催化性能,得到降解反应动力学方程与降解速率常数。通过实验,可使学生熟悉纳米材料可控制备中常用的模板法,对产物的测试与表征有利于加深学生对光催化材料结构与性能的了解。实验涉及多个学科领域,有利于拓宽学生知识面,培养学生科研创新能力。     

碳纳米管/半导体纳米复合材料的光电化学特性及其应用

光电化学过程是在光作用下的电化学过程,它是光伏电池,光电催化等实际应用的基础,是当前十分活跃的研究领域。碳纳米管具有很高的热稳定性,良好的导电能力,大的比表面积,被认为是半导体纳米粒子的有效载体,其独特的一维结构可以为电子提供有效的传输路径。碳纳米管与半导体材料复合,能实现碳纳米管和半导体在结构和性能上的协同,近年来在光电化学领域受到了广泛的关注。本文基于国内外最新研究进展,结合本课题组的研究成果,综述了碳纳米管/半导体复合材料的光电协同作用机理及其在太阳能电池、光电催化降解污染物、光电协同分解水制氢领域中的应用。     

Carbon Quantum Dot Implanted Graphite Carbon Nitride Nanotubes: Excellent Charge Separation and Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution

Graphite carbon nitride (g‐C₃N₄) is a promising candidate for photocatalytic hydrogen production, but only shows moderate activity owing to sluggish photocarrier transfer and insufficient light absorption. Herein, carbon quantum dots (CQDs) implanted in the surface plane of g‐C₃N₄ nanotubes were synthesized by thermal polymerization of freeze‐dried urea and CQDs precursor. The CQD‐implanted g‐C₃N₄ nanotubes (CCTs) could simultaneously facilitate photoelectron transport and suppress charge recombination through their specially coupled heterogeneous interface. The electronic structure and morphology were optimized in the CCTs, contributing to greater visible light absorption and a weakened barrier of the photocarrier transfer. As a result, the CCTs exhibited efficient photocatalytic performance under light irradiation with a high H₂ production rate of 3538.3 μmol g^?1 h^?1 and a notable quantum yield of 10.94 % at 420 nm.     

三元脂肪酸/膨胀石墨复合相变材料的制备、包覆定形及热性能

采用癸酸、 月桂酸和棕榈酸的三元共晶混合物作为相变材料, 以膨胀石墨为基体, 通过膨胀石墨多孔结构的毛细吸附和复合涂饰剂的包覆定形, 将多元相变材料固定在膨胀石墨的孔道结构中, 制备出结构稳定、 密封性能优异、 热稳定性好和高导热的新型三元脂肪酸/膨胀石墨复合定形相变材料. 膨胀石墨具有膨胀疏松的多孔结构和良好的吸附性能; 其熔融潜热为95.6 J/g, 结晶焓为82.8 J/g, 说明其具有很好的相变蓄热特性和热循环稳定性; 材料的导热性能可增加至0.738 W/(m·K), 与脂肪酸相比得到大幅度提高.     

氯化锂插层氮化碳材料的可控制备及吸附性能

近年来, 有机废水对环境造成的污染已经引起了广泛的关注. 吸附法操作简单, 已经被广泛用于处理染料废水.通过在类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)上用氯化锂(LiCl)插层制备了一系列Li/GCN-x复合材料, 并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N₂-吸脱附、场发射扫描电子显微镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等对所得吸附剂的形貌和结构进行了表征. 测试结果表明, g-C₃N₄具有明显的层状结构, 使得LiCl在层间能够稳定地生长. LiCl的加入使得g-C₃N₄晶格膨胀, 层间距扩大, 表明LiCl成功插层. 此外, 插层后Li/GCN的比表面积远大于g-C₃N₄, 扩大的比表面积以及形成的 π 共轭体系使得Li/GCN在吸附方面具有较大的潜力. 通过控制实验条件, 研究了Li/GCN对有机染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能. 结果表明, Li/GCN-5吸附剂在pH为6时, 5 min吸附量可达704 mg•g^–1. 通过动力学拟合, Li/GCN对MB的吸附过程是由准二级动力学模型占主导地位. 进一步通过Weber-Morris模型探究吸附控制过程, 结果表明MB的吸附由表面扩散和孔内扩散共同作用, 其中表面扩散占主导, 且新增官能团与MB分子间可形成氢键, 并通过π-π键相互作用增强吸附能力. 采用共混热聚合法所制备的Li/GCN吸附剂具有稳定、均一、比表面积大等优点, 且简单快速地实现对MB的吸附, 克服了常用吸附剂动力学缓慢的缺点, 为该材料的工业化应用提供一定的借鉴.     

Colorful Silver/Carbon Nitride Composites Obtained by Photoreduction

The Ag⁺ photoreduction by graphitic carbon nitride(g-CN) materials in a high concentration of Ag⁺ solution is reported, and a series of colorful Ag/g-CN composites is prepared and characterized. The chromatic change correlates to the carbon nitride materials synthesized at different heating temperatures(CN_T, where T means heating temperature), taking advantage of the different photocatalytic activities of different CN_T. The mechanism beneath this phenomenon is attributed to two factors:the particle size of Ag NPs and the coordinate effect of Ag NPs on CN_T sheets. Interestingly, the multi-colors of Ag/g-CN composites display only on the CN_T materials synthesized from heating melamine-cyanuric acid precursor, but not on the CN_T from heating pure melamine. The color of the as-prepared Ag/g-CN composites can endure the corrosion of HNO₃ and ethanol, which shows a good chemical stability and may hint its application as chromophores.