研究目的
开发一种利用碱土金属化合物在较低退火温度下向六方氮化硼(h-BN)中掺杂碳的方法,以实现其在可见光下对水分解和二氧化碳还原的光催化活性。
研究成果
通过在1000°C下使用碱土金属化合物成功实现了h-BN的碳掺杂,制得了带隙可调的BCN纳米片,这些纳米片在可见光下具有水分解和CO2还原的光催化活性,为未来开发基于BN的光催化剂奠定了基础。
研究不足
该方法需要特定的碱土金属化合物,在可扩展性或重现性方面可能存在局限;光催化稳定性有待提升,且需进一步优化碳掺杂水平以避免相分离。
1:实验设计与方法选择:
一种简便的合成方法,通过在1000°C下利用碱土金属化合物热退火促进碳掺杂进入六方氮化硼(h-BN),基于硼酸盐熔相中形成BCN纳米片。
2:样品选择与数据来源:
前驱体包括硼酸、尿素、葡萄糖和碱土金属硝酸盐(Mg、Ca、Sr、Ba),在水溶液中混合,干燥、研磨后,在氮气氛围下退火。
3:实验设备与材料清单:
水平管式炉、玛瑙研钵、超声波清洗仪,以及来自Alfa Aesar和Sinopharm等供应商的各种化学品。
4:实验步骤与操作流程:
混合前驱体,在70°C和200°C下干燥,研磨,在氮气氛围下1000°C退火4小时,用硝酸处理,洗涤,超声剥离,干燥。
5:数据分析方法:
采用XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS、拉曼光谱、UV-Vis、BET、AFM和光电化学分析进行表征。
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