研究目的
采用软模板法开发一种简便的两步合成工艺,制备具有增强光催化活性的多孔氮化碳,旨在提升可见光下有机污染物的光催化降解效率及产氢性能。
研究成果
采用Pluronic P123和HCl的两步合成法成功制备出具有增强光催化活性的多孔g-C3N4材料,其比表面积和活性位点均有所增加。CN-P123-6在罗丹明B降解和产氢反应中表现出优异性能,证实该方法对提升氮化碳基光催化剂的有效性。
研究不足
该方法在可扩展性和孔隙均匀性控制方面可能存在局限性;使用盐酸可能带来环境和安全问题;光催化性能可能会受到尚未充分研究的外部条件影响。
1:实验设计与方法选择:
采用两步合成法(水热处理与煅烧),以Pluronic P123为软模板制备多孔g-C3N4。
2:样品选择与数据来源:
样品包括CN-P123-x(三聚氰胺与Pluronic P123质量比不同)、无模板或HCl的H-g-C3N4、无HCl的CN-P123-6,以及用于对比的H-g-C3N4-HCl。
3:无HCl的CN-P123-6,以及用于对比的H-g-C3N4-HCl。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:材料包含三聚氰胺、HCl、罗丹明B、异丙醇、对苯醌、三乙醇胺、Sigma-Aldrich的Pluronic P123;设备包括高压釜、鼓风干燥箱、氧化铝坩埚、扫描电镜(S-4800)、透射电镜(JEOL-JEM-2010)、X射线衍射仪(Bruker D8 Advance)、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计(PerkinElmer)、BET分析仪(ASAP 2020-M)、光致发光光谱仪(日立F-7000)、X射线光电子能谱仪(Thermo ESCALAB 250)、电化学系统(CHI 660E)、气相色谱仪(GC-7920-T,CEAULIGHT)。
4:0)、透射电镜(JEOL-JEM-2010)、X射线衍射仪(Bruker D8 Advance)、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计(PerkinElmer)、BET分析仪(ASAP 2020-M)、光致发光光谱仪(日立F-7000)、X射线光电子能谱仪(Thermo ESCALAB 250)、电化学系统(CHI 660E)、气相色谱仪(GC-7920-T,CEAULIGHT)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将Pluronic P123溶于HCl,加入三聚氰胺,搅拌24小时,130°C水热处理24小时,用乙醇和水洗涤,60°C干燥,550°C煅烧6小时。在可见光照射下进行表征及光催化测试(RhB降解与H2产率)。
5:数据分析方法:
采用一级动力学计算降解速率常数,BET测比表面积,XRD进行物相分析,FT-IR分析分子结构,XPS分析元素价态,PL与电化学测量分析载流子。
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TEM
JEOL-JEM-2010
JEOL
Investigate surface textures and details of samples
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XRD
Bruker D8 Advance
Bruker
Analyze powder X-ray diffraction patterns to measure phase of samples
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PL spectrophotometer
Hitachi F-7000
Hitachi
Collect photoluminescence spectra
-
XPS
Thermo ESCALAB 250
Thermo
Obtain chemical state data of elements
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SEM
S-4800
Investigate surface textures and details of samples
-
UV-Vis spectrophotometer
PerkinElmer
Perform ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy experiments
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BET analyzer
ASAP 2020-M
Estimate Brunauer-Emmett-Teller surface area
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Electrochemical system
CHI 660E
Chenhua Instruments
Perform electrochemical measurements
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Gas chromatography
GC-7920-T
CEAULIGHT
Collect and analyze generated H2
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