研究目的
开发一种以Na掺杂g-C3N4纳米片为催化剂、分子氧为氧化剂，在可见光下对燃料进行低成本光催化氧化脱氮脱硫的系统，用于去除吡啶和噻吩等小分子。
研究成果
掺氮g-C3N4纳米片在可见光下以O2为氧化剂，通过空穴作为主要活性物种，有效增强了光催化氧化脱氮和脱硫性能。该催化剂具有良好的可重复使用性和稳定性，有望成为传统方法的低成本替代方案。
研究不足
该研究聚焦于含有特定污染物（吡啶和噻吩）的模型燃料，可能未涵盖所有实际燃料成分。工业应用中的可扩展性和长期稳定性尚未充分探讨。使用氙灯可能无法完全模拟自然光照条件。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用三聚氰胺和氯化钠为原料，通过混合煅烧法合成钠掺杂g-C3N4纳米片，随后对其进行表征，并在可见光照射下以氧气为氧化剂测试其氧化脱氮和脱硫的光催化活性。
2：样品选择与数据来源：
模型燃料通过将吡啶或噻吩溶解于正辛烷中制备，具有特定浓度的氮和硫元素。催化剂包括纯g-C3N4及不同NaCl/三聚氰胺比例的钠掺杂变体。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Rigaku D/Max 2400衍射仪（XRD）、ASAP 2420比表面积分析仪（BET）、Nicolet Thermo 360光谱仪（FT-IR）、THERMO仪器（XPS）、Pyris 1热分析仪（TGA）、JEM-2100HR透射电镜（TEM）、JSM-7500F扫描电镜（SEM）、ZetaPALS布鲁克海文仪器（zeta电位）、JASCO V-770光谱仪（UV-vis）、EDAX Orbis PC（PL）、CHI650D电化学工作站（光电流）、300 W氙灯（带截止滤光片作为光源）、安捷伦GC-7890B气相色谱仪（分析）及ICS-600离子色谱仪（产物分析）。材料包括三聚氰胺、氯化钠、正辛烷、吡啶、噻吩、三乙醇胺、二甲基亚砜及各种表征用化学品。
4：实验步骤与操作流程：
催化剂通过研磨三聚氰胺和氯化钠混合物、520°C煅烧、洗涤和干燥制备。表征包括XRD、BET、FT-IR、XPS、TGA、TEM、SEM、zeta电位、UV-vis、PL和光电流测量。光催化测试通过向模型燃料中添加催化剂、充入氧气、可见光照射、间隔取样并用GC或离子色谱分析进行。
5：数据分析方法：
数据采用各表征方法的标准技术分析，光催化活性基于污染物去除效率评估。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
X-ray diffractometer
D/Max 2400
Rigaku
Recorded powder X-ray diffraction patterns for structural analysis of catalysts.
-
FT-IR spectrometer
Nicolet Thermo 360
Thermo
Recorded Fourier transform infrared spectra for chemical bonding analysis.
-
Thermal analyzer
Pyris 1
PerkinElmer
Performed thermogravimetric analysis for thermal stability assessment.
-
Transmission electron microscope
JEM-2100HR
JEOL
Took TEM images and EDS for morphological and elemental analysis.
-
Scanning electron microscope
JSM-7500F
JEOL
Observed SEM images for surface morphology.
-
UV-vis spectrometer
JASCO V-770
JASCO
Obtained UV-vis diffuse reflectance spectra for band gap analysis.
-
Gas chromatograph
GC-7890B
Agilent
Analyzed reacting solutions for contaminant removal efficiency.
-
Surface area analyzer
ASAP 2420
Micrometrics Instruments
Measured BET surface area and BJH pore volume using nitrogen adsorption-desorption method.
-
XPS instrument
THERMO
Analyzed elemental compositions and electronic states of elements.
-
Zeta potential instrument
ZetaPALS
Brookhaven
Measured zeta potential for surface charge analysis.
-
Fluorescence spectrometer
EDAX Orbis PC
EDAX
Recorded photoluminescence spectra for charge carrier recombination analysis.
-
Electrochemical workstation
CHI650D
Performed transient photocurrent measurements for photoresponse analysis.
-
Xe lamp
300 W
Used as visible light source for photocatalytic reactions.
-
Ion-chromatograph
ICS-600
Analyzed inorganic ions in products for mechanistic studies.
-
登录查看剩余12件设备及参数对照表
查看全部
