纳米碳颗粒/氮化碳复合材料的制备及光催化性能
2021-08-16石怀川石磊
石怀川,石磊
纳米碳颗粒/氮化碳复合材料的制备及光催化性能
石怀川,石磊
(辽宁石油化工大学 石油化工学院,辽宁 抚顺 113001)
通过一步热聚合法制备纳米碳颗粒/氮化碳复合材料,利用XRD、FTIR、TEM、DRS、PL等手段对纳米碳颗粒/氮化碳进行了系统表征,并考察其光催化降解罗丹明B的光催化性能。结果表明,纳米碳颗粒的负载可以显著改善复合材料的可见光吸收能力及光生电子/空穴的分离效率,当加入纳米碳颗粒的质量为10 mg时,所得到的纳米碳颗粒/氮化碳2在20 min内对罗丹明B的降解率可以达到96.5%,明显优于纯氮化碳材料。此外,纳米碳颗粒/氮化碳复合材料还表现出良好的稳定性。
氮化碳; 纳米碳颗粒; 光催化; 污染物降解; 可见光
合成各种高效催化活性的光催化剂是材料研究领域的重要内容。因此,各类纳米材料被成功制备,如TiO2[1-2]、SnO2[3]、ZnO[4-5]等,且作为光催化剂被应用于光催化制氢和降解各种环境污染物,然而结果不尽人意。所以,开发高效且具有可见光响应的光催化剂是此领域的一个亟待解决的问题。
2009年,X.C.Wang等[6]发现氮化碳材料具有可见光裂解水制取氢气的活性,是一种高效的催化剂。但是,它的光生电子/空穴容易复合,限制了其催化活性,因此,TiO2[7]、ZnO[8]、CdS[9]、CeO2[10]、BiOBr[11]、BiOIO3[12]等材料被用来与氮化碳进行复合,利用它们之间的电子传导改进其光生电子/空穴的分离效率,促进氮化碳光催化活性的提升。最近研究表明,纳米碳材料不但具有较大的比表面积,还具有优异的电子传递性,已经成功地用于TiO2、ZnO、Bi2WO6等催化剂的改性,合成出性能优异的光催化剂[13-15]。……
