无机酸刻蚀多孔氮化碳的合成及光催化性能
来源期刊：材料科学与工艺2019年第1期
论文作者：陈东 南江赛 曾玉彬 王传义
文章页码：65 - 72
关键词：光催化;石墨相氮化碳;无机酸;多孔;罗丹明B;
摘 要：通过合理的形貌调控使石墨相氮化碳（g-C3N4）低维化和多孔化,是提高其光催化活性的有效途径.采用高温煅烧方法制备了HCl、HNO3和H2SO4刻蚀的g-C3N4,并对它们进行了结构形貌表征、形成机理探究和光催化降解罗丹明B测试,还给出了活性增强机理.结果显示:酸刻蚀g-C3N4具有和g-C3N4相同的基本晶体结构,但是呈薄片状,且表面出现了大量纳米孔,这些孔是由无机酸阻碍前驱体中N—H键参与热缩聚反应所致,按照HCl、HNO3、H2SO4的顺序阻碍作用依次增强,对应的孔径依次增大,结构边缘（C）2—N—H基团的XPS特征峰强度也依次增加;经过40 min光反应,g-C3N4和HCl、HNO3、H2SO4刻蚀的g-C3N4对罗丹明B的降解率分别为45%、 56%、 52%和95%,H2SO4刻蚀的g-C3N4光催化活性最高;酸刻蚀引起的薄片和多孔结构不仅增加了g-C3N4的比表面积,促进了暗条件下对罗丹明B的吸附,还通过量子限域效应提高了其光吸收能力,拓宽了禁带宽度,有效促进了光生电荷的分离.因此,酸刻蚀克服了g-C3N4的缺点,为探寻其光催化活性的提高方法提供了有价值的启发.
陈东1，南江赛1，曾玉彬1，王传义2
1. 武汉大学动力与机械学院2. 陕西科技大学环境科学与工程学院
摘 要：通过合理的形貌调控使石墨相氮化碳（g-C3N4）低维化和多孔化,是提高其光催化活性的有效途径.采用高温煅烧方法制备了HCl、HNO3和H2SO4刻蚀的g-C3N4,并对它们进行了结构形貌表征、形成机理探究和光催化降解罗丹明B测试,还给出了活性增强机理.结果显示:酸刻蚀g-C3N4具有和g-C3N4相同的基本晶体结构,但是呈薄片状,且表面出现了大量纳米孔,这些孔是由无机酸阻碍前驱体中N—H键参与热缩聚反应所致,按照HCl、HNO3、H2SO4的顺序阻碍作用依次增强,对应的孔径依次增大,结构边缘（C）2—N—H基团的XPS特征峰强度也依次增加;经过40 min光反应,g-C3N4和HCl、HNO3、H2SO4刻蚀的g-C3N4对罗丹明B的降解率分别为45%、 56%、 52%和95%,H2SO4刻蚀的g-C3N4光催化活性最高;酸刻蚀引起的薄片和多孔结构不仅增加了g-C3N4的比表面积,促进了暗条件下对罗丹明B的吸附,还通过量子限域效应提高了其光吸收能力,拓宽了禁带宽度,有效促进了光生电荷的分离.因此,酸刻蚀克服了g-C3N4的缺点,为探寻其光催化活性的提高方法提供了有价值的启发.
关键词：光催化;石墨相氮化碳;无机酸;多孔;罗丹明B;
