研究目的
通过苯基脲共聚对石墨相氮化碳(g-C3N4)进行分子工程改造，以增强其光催化还原CO2和降解有机染料的性能。
研究成果
苯基接枝显著提升了g-C3N4在二氧化碳还原为甲烷和甲酸以及快速降解罗丹明B染料方面的光催化活性，这归因于电荷载流子分离的改善、光吸收范围的扩展以及比表面积的增加。该催化剂表现出良好的稳定性和可重复使用性，显示出在可持续能源和环境应用方面的潜力。
研究不足
苯基脲掺杂剂的用量至关重要；过量会导致三嗪网络变形并降低光活性。高温热解可能影响π共轭结构的保持。该研究仅限于特定条件，可能无法推广至其他掺杂剂或应用场景。
1：实验设计与方法选择：
研究通过苯基脲、三聚氰胺和尿素的共聚反应合成苯基接枝g-C3N4，随后进行表征与光催化测试。理论模型包括带隙计算及CO2还原与染料降解的反应机理。
2：样本选择与数据来源：
样本包含纯g-C3N4及不同苯基脲含量（x=5,20,50,100,200 mg）的Phx-g-C3N4。数据源自合成与表征技术的实验测量。
3：实验设备与材料清单：
设备包括粉末X射线衍射仪(PXRD)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、固态核磁共振仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、布鲁诺尔-埃米特-泰勒比表面积分析仪(BET)、配备热导和火焰离子化检测器的气相色谱仪(GC-TCD/FID)、高效液相色谱仪(HPLC)、光致发光光谱仪(PL)、时间分辨PL装置(TRPL)、荧光寿命成像显微镜(FLIM)。材料包括尿素、三聚氰胺、苯基脲、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、水、三乙醇胺(TEA)、罗丹明B染料。
4：实验流程与操作步骤：
由尿素与苯胺合成苯基脲；与三聚氰胺和尿素在550°C共聚；采用PXRD、UV-Vis DRS、FT-IR、NMR、XPS、SEM、TEM、BET进行表征；在可见光照射下于DMF/H2O/TEA混合体系中测试CO2还原性能并通过GC和HPLC分析产物；可见光下进行染料降解测试并分析动力学；可重复性测试；载流子寿命测量。
5：数据分析方法：
采用Kubelka-Munk图分析带隙，动力学拟合降解速率，统计分析产物产率，结合软件工具进行光谱解卷积与寿命计算。
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