編號：NMJS07858
篇名：高結(jié)晶氮化碳空心球的制備及其增強(qiáng)光催化產(chǎn)氫活性
作者：李陽 張岱南 范佳杰 向全軍
關(guān)鍵詞： 晶化 空心球 石墨化氮化碳 光催化析氫 光催化降解 增塑劑
機(jī)構(gòu)： 電子科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
摘要： 石墨烯型氮化碳(g-C3N4)已經(jīng)成為解決環(huán)境污染和能源危機(jī)問題的較為理想的光催化劑,但由于其較低的比表面積和較高的光生載流子重組效率而表現(xiàn)出較弱的光催化活性.因此,研究者們已經(jīng)提出了許多策略,例如納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),雜原子摻雜和增加結(jié)晶度,用來克服氮化碳的這些缺點(diǎn),從而提高其光催化性能.其中,引起了較多關(guān)注的是增加g-C3N4的結(jié)晶度,因?yàn)榫Щ痝-C3N4(CCN)的內(nèi)層堆積密度高,外層結(jié)構(gòu)缺陷少,可以提供更快的光生載流子遷移效率,從而增加參與光催化反應(yīng)的光生電子和空穴.即便如此,通過常規(guī)方法制備的晶化g-C3N4依然顯示出不規(guī)則的形貌和較低的比表面積.基于此,本文以氰尿酸-三聚氰胺(CM)超分子自組裝混合物作為前驅(qū)體,通過熔鹽法成功地制備了高結(jié)晶度的g-C3N4空心球(CCNHS).采用XRD、FTIR、13C固相CP-MAS NMR、XPS和時間分辨PL譜對CCNHS樣品的基本性質(zhì)進(jìn)行了表征,并通過SEM、HRTEM、氮吸附-脫附和紫外-可見DRS光譜對CCNHS樣品的形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征.結(jié)果表明,CCNHS樣品呈現(xiàn)出由納米棒組成的非常規(guī)則的空心球結(jié)構(gòu),因而表現(xiàn)出比傳統(tǒng)CCN樣品更大的比表面積以及更強(qiáng)的光利用效率.CCNHS樣品XRD譜出現(xiàn)晶化氮化碳的特征峰;其HRTEM照片出現(xiàn)了對應(yīng)晶化氮化碳的0.33 nm晶格條紋;FFT衍射斑點(diǎn)的出現(xiàn)以及光吸收能力的增強(qiáng)進(jìn)一步證明了CCNHS樣品結(jié)晶度的提高.XPS譜元素分析以及EPR譜結(jié)果表明,CCNHS樣品中還存在有利于提高光生電子轉(zhuǎn)移的氮空位.光電流、阻抗譜以及與三嗪晶化氮化碳的對比結(jié)果證明,CCNHS樣品中存在內(nèi)在電場.同時,采用具有一定毒性的雙酚A增塑劑替代了從糧食中提取出來的傳統(tǒng)醇類犧牲劑,既保證了對有毒污染物的降解,也減少了糧食的浪費(fèi).即使以難降解的雙酚A作為犧牲劑,CCNHS樣品在降解雙酚A(降解率為21%)的同時,依然表現(xiàn)出較�
