| 碳纳米管改性g-C3N4提升可见光催化降解性能 |
| Synthesis of Carbon Nanotubes Modified g-C3N4 Photocatalysts for Enhanced Photocatalytic Degradation Activity |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 王鹏 | 徐州工程学院化学化工学院, 徐州 221018 | | | 李昭 | 徐州工程学院化学化工学院, 徐州 221018
中国矿业大学化工学院, 徐州 221116 | | | 周颖梅 | 徐州工程学院化学化工学院, 徐州 221018 | | | 徐艳 | 徐州工程学院化学化工学院, 徐州 221018 | | | 朱捷 | 徐州工程学院化学化工学院, 徐州 221018 | | | 王士凡 | 徐州工程学院化学化工学院, 徐州 221018 | | | 蔡可迎 | 徐州工程学院化学化工学院, 徐州 221018 | | | 李靖 | 徐州工程学院化学化工学院, 徐州 221018 | | | 堵锡华 | 徐州工程学院化学化工学院, 徐州 221018 | | | 杨朋举 | 福州大学化学学院, 能源与环境光催化国家重点实验室, 福州 350116 | yangpengju10@mails.ucas.ac.cn |
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| 摘要: 以尿素为原料，引入少量的多壁碳纳米管（CNT）改性，采用简便方法制备CNT/g-C3N4催化剂。利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见-近红外分光光度计（UV-Vis-NIR Spectrophotometer）、荧光光谱（PL）等手段对CNT/g-C3N4催化剂进行表征。结果表明，g-C3N4与CNT之间的协同作用，影响了g-C3N4的能带结构，增强了其对可见光的吸收，改善了光生载流子的分布，提高了电子-空穴对的分离效率。并以罗丹明B（RhB）水溶液模拟废水，在可见光下考察催化剂的光催化降解性能，发现当CNT掺杂量为0.1%（w/w）时效果最佳，降解速率常数是体相g-C3N4的3.1倍，且研究发现超氧自由基是该体系下的主要活性物种。 |
| 关键词: 光催化 石墨相氮化碳 碳纳米管 可见光 |
| 基金项目: 国家自然科学基金（No.21703039），江苏省高等学校自然科学研究面上项目（No.17KJB150038，17KJB530010），江苏省自然科学基金青年项目（No.BK20180178），江苏省高校自然科学基金重大项目（No.18KJA430015）和徐州市重点研发计划（社会发展）项目（No.KC17154）资助 |
| Abstract: Graphitic carbon nitride hybridized with a small number of carbon nanotubes (CNT) was synthesized using urea as precursor. The resulting CNT/g-C3N4 composite photocatalysts were characterized by scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), Fourier infrared spectrometer (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), ultraviolet-visible-near infrared Reflection Spectrophotometer (UV-Vis-NIR Spectrophotometer) and photoluminescence spectroscopy (PL). Results indicate that the synergistic interaction between CNT and g-C3N4 changed the optical properties of bulk g-C3N4, affected the energy band structure, enhanced the absorption of visible light, optimized the distribution of the photogenerated carrier and improved the electron-hole separation rate. The photocatalytic degradation of rhodamine B solution (RhB) was performed under visible light irradiation. The photocatalytic activity of CNT/g-C3N4 composite was the highest when 0.1%(w/w) CNT was loaded on the substrate, the rate constant for the photocatalyst was 3.1 times as high as that of pure g-C3N4. It was also found that the superoxide radical was the main active species for catalytic degradation in this system. |
| Keywords: photocatalysis graphitic carbon nitride carbon nanotubes visible light |
| 投稿时间：2018-09-16 修订日期：2018-11-21 |
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| 王鹏,李昭,周颖梅,徐艳,朱捷,王士凡,蔡可迎,李靖,堵锡华,杨朋举.碳纳米管改性g-C3N4提升可见光催化降解性能[J].无机化学学报,2019,35(2):217-224. |
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