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一步法合成磷掺杂石墨相氮化碳及其光催化性能

发布时间:2018-03-13 02:30

  本文选题: 切入点:氮化碳 出处:《无机材料学报》2017年02期  论文类型:期刊论文


【摘要】:以尿素(CO(NH_2)_2)和磷酸氢二铵((NH_4)_2HPO_4)作为原料,通过热聚合法制备了磷(P)掺杂石墨相氮化碳(g-C_3N_4)材料(P-CN)。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见漫反射光谱和N2吸附-脱附对样品进行了表面形貌及结构表征,通过对罗丹明B(RhB)的降解实验,研究了样品的可见光催化性能,对其催化机理进行了分析。结果表明,合成过程中磷原子的掺杂会取代g-C_3N_4中的C原子,从而改变g-C_3N_4的表面形貌和电子结构。在可见光条件下,P-CN材料表现出优异的光催化性能,其对Rh B的降解速率明显优于纯氮化碳。其中3%P-CN样品催化活性最高,反应30 min时,RhB降解率达到96.8%。分析认为,P原子对g-C_3N_4中的C原子的取代使P-CN样品表面处于富电子状态,并导致P-CN样品导带位置升高,光电子还原性增强。这些电子与水中的溶解氧形成超氧自由基(·O_2~-),从而使得光催化性能显著提高。
[Abstract]:The P-CNN doped graphite phase carbon nitride (n-C _ 3N _ 3N _ 4) has been prepared by thermal polymerization from the two materials, carbon-doped carbon nitride (C-C _ 3N _ 4)). X-ray diffraction, infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscope, transmission electron microscope, transmission electron microscope, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscope, transmission electron microscope, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscope, transmission electron microscope, X-ray diffraction, infrared spectrum, scanning electron microscope, transmission electron microscope, X-ray diffraction, infrared spectrum, scanning electron microscope, transmission electron microscope, The surface morphology and structure of the samples were characterized by UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy and N2 adsorption-desorption. The visible light catalytic properties of the samples were studied by the degradation experiments of Rhodamine Bhh B, and the catalytic mechanism was analyzed. The doping of phosphorus atoms will replace the C atoms in g-C _ 3N _ 4 during the synthesis process, thus changing the surface morphology and electronic structure of g-C _ 3N _ S _ 4. The P-CN materials exhibit excellent photocatalytic properties under visible light. The degradation rate of RhB was obviously higher than that of pure carbon nitride, and the catalytic activity of 3P-CN was the highest, and the degradation rate of RhB reached 96.8at 30 min. It was considered that the substitution of C atom in g-C _ 3N _ 4 by P atom made the surface of P-CN sample in an electron-rich state. It also leads to the increase of the conduction band position of P-CN samples and the enhancement of photoelectron reducibility. These electrons and dissolved oxygen in water form superoxide radicals (路O _ 2C _ 2), which makes the photocatalytic performance of P-CN samples improve significantly.
【作者单位】: 青岛科技大学材料科学与工程学院;
【基金】:山东省自然科学基金(ZR2012EMQ001) 青岛市基础研究计划(13-1-4-205-jch) 山东省高等学校优秀中青年骨干教师国际合作培养计划~~
【分类号】:O643.36

【参考文献】

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本文编号:1604423

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