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作者
罗一飞石建惠王辉杨恬甜居晨珂
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单位
太原理工大学环境科学与工程学院
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摘要
光催化产过氧化氢(H2O2)相比于传统的蒽醌法,具有清洁环保、条件温和、功耗低等优点。石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种很有前途的产H2O2的光催化剂,但由于其比表面积小、光响应范围窄、光生电子-空穴易复合等缺点,产H2O2的效率比较低。利用盐酸三聚氰胺作为前驱体合成多孔石墨相氮化碳(pg-C3N4),同时在其表面负载碳量子点(CQDs),制备得到pg-C3N4/CQDs复合光催化剂,并通过XRD、TEM、UV-Vis、TP、PL等表征测试样品的结构、形貌、光学和电化学性能。该催化剂具有较大的比表面积,同时基于CQDs的光学特性和良好的捕获、转移电子的性质,极大地提高了复合光催化剂的光响应范围(甚至达到近红外区域),并有效地抑制了光生电子-空穴的复合。在可见光产H2O2的实验中,pg-C3N4/CQDs表现出较高的光催化产H2O2活性,反应5 h后H2O2浓度可以达到0.301 mmol/L,分别是g-C3N4和pg-C3N4的27和13倍。最后通过自由基捕获实验提出了pg-C3N4/CQDs产H2O2可能的机理。
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关键词
多孔石墨相氮化碳碳量子点可见光光催化产过氧化氢
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金资助项目(52100101);
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文章目录
1 实验
1.1 实验试剂
1.2 材料制备
1.2.1 制备g-C3N4和pg-C3N4
1.2.2 制备CQDs
1.2.3 制备pg-C3N4/CQDs
1.3 催化剂的表征
1.4 光催化性能测试
2 结果与讨论
2.1 结构形貌表征
2.1.1 XRD
2.1.2 TEM
2.1.3 氮气吸附-解吸附曲线
2.2 光吸收性能分析
2.3 光电化学性能分析
2.4 光催化性能分析
2.5 光催化产H2O2机理
3 结论
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引用格式
罗一飞,石建惠,王辉,杨恬甜,居晨珂.pg-C_3N_4/CQDs复合物可见光下光催化产过氧化氢的性能研究[J].太原理工大学学报,2023,54(02):235-240.DOI:10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2023.02.002.