研究目的
采用室温深共晶溶剂(DES)作为前驱体制备自杂化石墨相氮化碳(g-C3N4),以增强其可见光光催化活性。
研究成果
由DES前驱体自杂化的g-C3N4因电荷分离改善和活性位点增加而展现出增强的光催化活性,为无金属光催化剂设计提供了新策略,在环境修复和能源生产领域具有应用前景。
研究不足
该研究仅限于特定的DES组成(尿素和AT混合物)及热条件;DES前驱体的可扩展性和成本可能是限制因素。潜在的优化方向包括探索其他DES组分及调整热参数。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过热聚合(550摄氏度2小时)利用DES前驱体(尿素与硫氰酸铵混合物)合成g-C3N4,并与传统前驱体(三聚氰胺、尿素、AT)进行对比。采用XRD、FTIR、XPS、UV-Vis DRS、PL光谱、TEM、SEM、BET比表面积分析、TGA及光催化活性测试(RhB降解和产氢)等方法。
2:样本选择与数据来源:
样本包括CNU(尿素制备)、CNAT(AT制备)、CN2U1AT(DES中尿素:AT质量比2:1)、CN1U2AT(DES中尿素:AT质量比1:2)及原始g-C3N4(三聚氰胺制备)。数据来自实验室实验与表征技术。
3:1)、CN1U2AT(DES中尿素:
3. 实验设备与材料清单:设备包括X'Pert Pro粉末衍射仪(XRD)、Micromeritics ASAP 3020(BET)、Zeiss SIGMA(SEM)、JEM-1400与FEI Tecnai 30(TEM/HRTEM)、TG 209F1(TGA)、Thermo Nicolet Nexus光谱仪(FTIR)、Qtac100光谱仪(XPS)、Varian-Cary 5000(UV-Vis DRS)、Hitachi F-7000(PL)、FLS980荧光寿命分光光度计(时间分辨PL)、JEM-F200配Gatan Enfina光谱仪(EELS)、CHI-660E电化学系统(光电流)、岛津UV-2550(紫外-可见分光光度计)、配备TCD的气相色谱仪(产氢)。材料包含尿素、硫氰酸铵、三聚氰胺、乙醇、三乙醇胺、甲醇、苯醌、P25 TiO2、氯铂酸、Nafion溶液及去离子水。
4:实验设备与材料清单:
4. 实验流程与操作步骤:前驱体于550摄氏度煅烧2小时。DES通过研磨尿素与AT混合物制备。各技术采用标准表征流程。光催化测试包括可见光下RhB降解(含清除剂)及Pt助催化剂与TEOA清除剂条件下的产氢。
5:氯铂酸、Nafion溶液及去离子水。 实验流程与操作步骤:
5. 数据分析方法:采用Kubelka-Munk函数计算带隙,Langmuir-Hinshelwood模型分析动力学,拟合方程处理PL寿命。统计分析包括速率与常数比较。
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