CN106423244A - 一种多孔g‑C3N4纳米片光催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种多孔g‑C3N4纳米片光催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106423244A CN106423244A CN201610880471.5A CN201610880471A CN106423244A CN 106423244 A CN106423244 A CN 106423244A CN 201610880471 A CN201610880471 A CN 201610880471A CN 106423244 A CN106423244 A CN 106423244A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- porous
- roasting
- preparation
- photocatalyst
- aqueous solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 7
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 42
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 18
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 14
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 9
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 8
- XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N Cyanamide Chemical compound NC#N XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000005829 trimerization reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims 1
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 5
- 230000004224 protection Effects 0.000 abstract description 4
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 abstract 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 abstract 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 6
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000696 nitrogen adsorption--desorption isotherm Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- JIHQDMXYYFUGFV-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazine Chemical compound C1=NC=NC=N1 JIHQDMXYYFUGFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010054949 Metaplasia Diseases 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 230000015689 metaplastic ossification Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/24—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
-
- B01J35/39—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
Abstract
本发明公开一种多孔g‑C3N4纳米片光催化剂及其制备方法和应用。具体步骤为：将三聚氰胺和草酸分别溶解在水中，之后将两种透明溶液混合得白色沉淀物；将白色沉淀物在一定温度下蒸干得到固体粉末，将固体粉末在不同气氛保护下加热得到最终产物。本发明制备方法简单，条件温和，有很好的工业化生产前景，所获得的石墨相氮化碳光催化剂在420nm以上的可见光照射下可降解异丙醇至丙酮以及降解一氧化氮。
Description
技术领域
本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
近些年来，工业高速发展给人类生活带来了更多便利，但同时也带来了大量的污染气体影响着人类的生活。虽然已有大量的方法用来解决这个问题，然而在众多方法中，光催化依靠其经济，无二次污染成为最有前景的方法之一。石墨相氮化碳通常写作g-C3N4，被认为是各种氮化碳材料中最稳定的同素异形体，由二维的三均三嗪平面通过范德华力作用而成，是一种新型的非金属可见光半导体光催化剂，由于具有很高的化学稳定性、热稳定性以及光电特性等优点，使得其广泛应用于分解水制氢，降解一氧化氮和有机污染物等领域。此外，石墨相氮化碳制备简单，可由便宜的含氮前驱体(如三聚氰胺、双氰氨和氰胺等)通过加热制得。因此，成为最有前途的光催化剂之一。
然而，使用三聚氰胺等传统前驱体制备的石墨相氮化碳具有无孔、无特殊形貌导致较小的比表面积(一般小于10m2/g)等原因，造成光催化剂光量子效率较低，严重制约了其进一步的应用。因此，寻找一种新型的前驱体用来制备多孔结构、具有特殊形貌的石墨相氮化碳以提高大比表面积是当前需要的。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂的制备方法及其在降解气体污染物中的应用，该方法制备出的g-C3N4光催化剂具有高的比表面积，达23-203m2/g，孔径在2-35nm，且制备方法简单，条件温和，所需设备简单，有很好的工业化生产前景，所获得的石墨相氮化碳光催化剂在420nm以上的可见光照射下可降解异丙醇至丙酮和二氧化碳以及降解一氧化氮。
本发明采用的技术方案为：一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂，制备方法如下：
1)将三聚氰胺水溶液与草酸水溶液混合得悬浮液，将悬浮液抽滤得沉淀物。
优选的，三聚氰胺水溶液的浓度为0.5-1.5mol/L；草酸水溶液的浓度为0.05-0.6mol/L。
优选的，按质量比，三聚氰胺:草酸＝1-6:1，三聚氰胺水溶液与草酸水溶液混合后，于80℃水浴加热搅拌2-3h，得悬浮液。
2)将沉淀物烘干得到固体粉末，将固体粉末在氮气气氛下焙烧、或空气气氛下焙烧、或先氮气气氛下焙烧再空气气氛下焙烧，得到目标产物。
优选的，将沉淀物于70-90℃下烘干2-6h，得到固体粉末。
优选的，所述的步骤2)中，固体粉末在氮气气氛或空气气氛下，于550-600℃，焙烧4-5h。
优选的，所述的步骤2)中，将固体粉末先在氮气气氛下，于550-600℃，焙烧4-5h，再于空气气氛下，于450-500℃，焙烧2-3h。
本发明具有以下有益效果：本发明采用草酸结合三聚氰胺作为前驱体制备了g-C3N4，解决了单独使用三聚氰胺作为前驱体制备的g-C3N4具有较低的比表面积(一般≤10m2/g)的问题。本发明制备的g-C3N4具有高的比表面积，达23-203m2/g，孔径为2-35nm，并且呈现纳米片伴随多孔的结构，所获得光催化剂在420nm以上的可见光照射下可降解异丙醇至丙酮，降解率高达36.498ppm/min，为三聚氰胺制备的g-C3N4的8倍，在降解一氧化氮上为2.3倍。
附图说明
图1为纯的g-C3N4的氮气吸附脱附等温线和对应的孔径分布图。
图2为纯的g-C3N4的TEM图。
图3为实施例1制备的CNOA-X的XRD图。
图4为实施例1制备的CNOA-X的氮气吸附脱附等温线和对应的孔径分布图。
图5为实施例1制备的CNOA-4的TEM图。
图6为实施例2制备的CNO-4的XRD图。
图7为实施例2制备的CNO-4的氮气吸附脱附等温线和对应的孔径分布图。
图8为实施例2制备的CNO-4的TEM图。
图9为实施例3制备的CNO-AIR的XRD图。
图10为实施例3制备的CNO-AIR的氮气吸附脱附等温线和对应的孔径分布图。
图11为实施例3制备的CNO-AIR的TEM图。
图12为制备的纯g-C3N4、实施例2制备的CNO-4、实施例3制备的CNO-AIR和实施例1制备的CNOA-X光催化剂在可见光照射下降解异丙醇活性对比示意图。
图13为制备的纯g-C3N4、实施例2制备的CNO-4、实施例3制备的CNO-AIR和实施例1制备的CNOA-X光催化剂在可见光照射下降解一氧化氮活性对比示意图。
具体实施方式
纯g-C3N4的制备：
将2.52g三聚氰胺放于氧化铝坩埚中，加盖，将加盖的氧化铝坩埚放于管式炉中，氮气保护下加热到550℃保持4h，升温速率为5℃/min，即可得到纯g-C3N4。
将制备得到的纯g-C3N4进行氮气吸附脱附测试，氮气吸附脱附等温线和对应的孔径分布如图1所示，测试结果显示，纯g-C3N4的比表面积为9m2/g，从孔径分布图看基本不存在孔。
将纯g-C3N4进行TEM测试，结果如图2所示，从图2中看出纯g-C3N4显示为一个典型的层状无孔的结构。
实施例1一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂(先氮气后空气)
(一)制备方法如下：
1)将2.52g三聚氰胺加入到150ml去离子水中，80℃水浴加热0.5h得到透明的三聚氰胺水溶液，分别将2.52g、1.26g、0.84g、0.63g、0.504g、0.42g的草酸溶解于40ml去离子水中(即草酸与三聚氰胺的质量比分别为1:1-6)，得到草酸水溶液，将两种溶液混合，出现白色悬浮液，将悬浮液在80℃水浴加热条件下继续搅拌2h，停止加热，等悬浮液完全降至室温后，通过负压抽滤将白色沉淀物收集。
2)将白色沉淀物放于80℃烘箱加热2h，烘干得到白色固体粉末，记为MO-X(X＝1-6)，然后将MO-X放于氧化铝坩埚中，加盖置于管式炉中，氮气保护下，于550℃保持4h，得到中间产物，即，标记为CNO-X。
3)将CNO-X放于开放的氧化铝坩埚中，置于马弗炉中，空气氛围中，470℃焙烧3h，得到目标产物，即，大比表面积多孔g-C3N4纳米片光催化剂g-C3N4(记为CNOA-X)。
(二)检测结果
将步骤3)制备的CNOA-X进行XRD测试，测试结果如图3所示，从图3中可以看出，制备的样品存在两个衍射峰(13°和27°)，这是典型的g-C3N4的衍射峰，与制得的纯的g-C3N4相似。
将制得的CNOA-X进行氮气吸附脱附测试，结果如图4所示，图4中显示滞后环，说明CNOA-X具有多孔结构，测试结果如表1。
表1
由表1和图4可知，CNOA-X孔径分布为2-29nm，通过计算可得CNOA-X的平均孔径为16-18nm，CNOA-X具有较高的比表面积。
将比表面积最大的CNOA-4作为代表测试了TEM图，结果如图5所示，图5中可以明显的看到材料在100nm范围内呈现片状的结构，并且纳米片上面存在很多的小孔。
(三)应用
将制备的CNOA-X光催化剂进行光催化降解异丙醇实验。
测试过程为：以300W氙灯为光源，分别将上述制备的0.1g光催化剂(CNOA-X)、制备纯的g-C3N4放于4cm2玻璃槽中，将载有光催化剂的玻璃槽放入内含一个大气压空气的300ml反应器中，最后向反应器中注入5ul异丙醇液体，静置3小时，使系统吸附-脱附平衡，然后在可见光照射下降解异丙醇。
结果如图12所示，图中长方形的长度表示在可见光照射下丙酮产生的速率，由图12可知实施例1制备的大比表面积的石墨相氮化碳表现出很好的光催化活性，最高达到36.498ppm/min，而传统方法制备的纯的g-C3N4只达4.62ppm/min。
将制备的CNOA-X光催化剂进行光催化降解一氧化氮实验。
测试过程为：以300W氙灯为光源，分别将上述制备的0.1g光催化剂(CNOA-X)、制备纯的g-C3N4放于4cm2玻璃槽中，将载有光催化剂的玻璃槽放入内含一个大气压空气的300ml反应器中，最后向反应器中通入恒定浓度为33ppm的一氧化氮气体，然后开灯照射，测定一氧化氮浓度的变化。
结果如图13所示，CNOA-4降解一氧化氮的量达到最大，达到7ppm。
实施例2一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂(单独在氮气气氛下焙烧)
(一)制备方法如下：
1)将2.52g三聚氰胺加入到150ml去离子水中，80℃水浴加热0.5h得到透明的三聚氰胺水溶液，将0.63g草酸溶解于40ml去离子水中(即草酸与三聚氰胺的质量比为1：4)得到草酸水溶液，将两种溶液混合，出现白色悬浮液，将悬浮液80℃水浴加热条件下继续搅拌2h，停止加热，等悬浮液完全降至室温后，通过负压抽滤将白色沉淀物收集。
2)将白色沉淀物放于80℃烘箱加热2h，烘干得到白色固体粉末，记为MO-4，然后将MO-4放于氧化铝坩埚中，加盖置于管式炉中，氮气保护下，于550℃保持4h，得到产物标记为CNO-4，则也是一种多孔的g-C3N4纳米片。
(二)检测结果
将步骤2)制备的CNO-4进行XRD测试，测试结果如图6所示，从图6中可以看出制备的样品存在两个衍射峰(13°和27°)，这是典型的g-C3N4的衍射峰，与制得的纯的g-C3N4相似。
将制得CNO-4进行氮气吸附脱附测试，结果如图7所示，图7中显示滞后环，说明CNO-4具有多孔结构，孔径分布显示为2-29nm，测试结果显示获得的多孔的CNO-4具有32m2/g的比表面积。
将制得CNO-4进行TEM测试，结果如图8所示，看出材料在100nm范围内呈现明显的纳米片结构，并且片上面存在一些孔洞。
(三)应用
将制备的CNO-4光催化剂进行光催化降解异丙醇实验。
测试过程为：以300W氙灯为光源，分别将上述制备的0.1g光催化剂(CNO-4)、传统方法制备的纯的g-C3N4放于4cm2玻璃槽中，将载有光催化剂的玻璃槽放入内含一个大气压空气的300ml反应器中，最后向反应器中注入5ul异丙醇液体，静置3小时使系统吸附-脱附平衡，然后在可见光照射下降解异丙醇。
结果如图12所示，图中长方形的长度表示在可见光照射下丙酮产生的速率，由图12可知实施例2制备的多孔g-C3N4纳米片表现出很好的光催化活性，达到9.24ppm/min。
将制备的CNO-4光催化剂进行光催化降解一氧化氮实验。
测试过程为：以300W氙灯为光源，分别将上述制备的0.1g光催化剂(CNO-4)、制备纯的g-C3N4放于4cm2玻璃槽中，将载有光催化剂的玻璃槽放入内含一个大气压空气的300ml反应器中，最后向反应器中通入恒定浓度为33ppm的一氧化氮气体，然后开灯照射，测定一氧化氮浓度的变化。
结果如图13所示，CNO-4降解一氧化氮的量为4ppm。
实施例3一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂(单独在空气中焙烧)
(一)制备方法如下
1)将2.52g三聚氰胺加入到150ml去离子水中，80℃水浴加热0.5h得到透明的三聚氰胺水溶液，将0.63g草酸溶解于40ml去离子水中(即草酸与三聚氰胺的质量比为1：4)，得到草酸水溶液，将两种溶液混合，出现白色悬浮液，将悬浮液80℃水浴加热条件下继续搅拌2h，停止加热，等悬浮液完全降至室温后，通过负压抽滤将白色沉淀物收集。
2)将白色沉淀物放于80℃烘箱加热2h，烘干得到白色固体粉末，记为MO-4，然后将MO-4放于氧化铝坩埚中，加盖置于马弗炉中，空气气氛，于550℃保持4h，得到产物标记为CNO-AIR，则也是一种多孔的g-C3N4纳米片。
(二)检测结果
将步骤2)中得到的CNO-AIR进行XRD测试，测试结构如图9所示，从图9中可以看出制备的样品存在两个衍射峰(13°和27°)，这是典型的g-C3N4的衍射峰，与制得的纯的g-C3N4相似。
将制得CNO-AIR进行氮气吸附脱附测试，结果如图10所示，图10中显示滞后环，说明CNO-AIR具有多孔结构，孔径分布显示为2-35nm，测试结果显示获得的多孔的CNO-AIR具有29m2/g的比表面积。
将制得CNO-4进行TEM测试，结果如图11所示，看出材料在100nm范围内呈现明显的纳米片结构，并且片上面存在一些较大的孔洞。
(三)应用
将本实施例3制备的CNO-AIR光催化剂进行光催化降解异丙醇实验。
测试过程为：以300W氙灯为光源，分别将上述制备的0.1g光催化剂(CNO-AIR)、传统方法制备的g-C3N4放于4cm2玻璃槽中，将载有光催化剂的玻璃槽放入内含一个大气压空气的300ml反应器中，最后向反应器中注入5ul异丙醇液体，静置3小时使系统吸附-脱附平衡，然后在可见光照射下降解异丙醇。
如图12所示，图中长方形的长度表示在可见光照射下丙酮产生的速率，由图可知实施例3制备的多孔g-C3N4纳米片表现出很好的光催化活性，达到9.12ppm/min。
将制备的CNO-AIR光催化剂进行光催化降解一氧化氮实验。
测试过程为：以300W氙灯为光源，分别将上述制备的0.1g光催化剂(CNO-AIR)、制备纯的g-C3N4放于4cm2玻璃槽中，将载有光催化剂的玻璃槽放入内含一个大气压空气的300ml反应器中，最后向反应器中通入恒定浓度为33ppm的一氧化氮气体，然后开灯照射，测定一氧化氮浓度的变化。
结果如图13所示，CNO-AIR降解一氧化氮的量为4ppm。
Claims (10)
1.一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂，其特征在于：制备方法如下：
1)将三聚氰胺水溶液与草酸水溶液混合得悬浮液，将悬浮液抽滤得沉淀物；
2)将沉淀物烘干得到固体粉末，将固体粉末在氮气气氛下焙烧、或空气气氛下焙烧、或先氮气气氛下焙烧再空气气氛下焙烧，得到目标产物。
2.根据权利要求1所述的一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂，其特征在于，所述的多孔g-C3N4纳米片光催化剂，比表面积为23-203m2/g，孔径为2-35nm。
3.根据权利要求1所述的一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂，其特征在于，步骤1)中，三聚氰胺水溶液的浓度为0.5-1.5mol/L；草酸水溶液的浓度为0.05-0.6mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂，其特征在于，按质量比，三聚氰胺:草酸＝1-6:1，三聚氰胺水溶液与草酸水溶液混合后，于80℃水浴加热搅拌2-3h，得悬浮液。
5.根据权利要求1所述的一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂，其特征在于，所述的步骤2)中，将沉淀物于70-90℃下烘干2-6h，得到固体粉末。
6.根据权利要求1所述的一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂，其特征在于，所述的步骤2)中，固体粉末在氮气气氛或空气气氛下，于550-600℃，焙烧4-5h。
7.根据权利要求1所述的一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂，其特征在于，所述的步骤2)中，将固体粉末先在氮气气氛下，于550-600℃，焙烧4-5h，再于空气气氛下，于450-500℃，焙烧2-3h。
8.权利要求1-7任一所述的多孔g-C3N4纳米片光催化剂在降解气体污染物中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的气体污染物是异丙醇和一氧化氮。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，方法如下，在可见光照射下，将多孔g-C3N4纳米片光催化剂放在含有异丙醇气体或者通有一氧化氮气体的密闭空间中，进行光催化降解。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610880471.5A CN106423244B (zh) | 2016-10-09 | 2016-10-09 | 一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610880471.5A CN106423244B (zh) | 2016-10-09 | 2016-10-09 | 一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106423244A true CN106423244A (zh) | 2017-02-22 |
| CN106423244B CN106423244B (zh) | 2019-04-09 |
Family
ID=58172136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610880471.5A Active CN106423244B (zh) | 2016-10-09 | 2016-10-09 | 一种多孔g-C3N4纳米片光催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106423244B (zh) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108043440A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-18 | 辽宁大学 | 高活性多孔的g-C3N4光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN108067281A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-05-25 | 辽宁大学 | 多孔g-C3N4光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108355702A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-03 | 辽宁大学 | 一种大比表面积碳缺陷石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108380237A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-08-10 | 辽宁大学 | 氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN108568307A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-25 | 辽宁大学 | 氧掺杂多孔的g-C3N4光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN109351363A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-19 | 安徽理工大学 | 一种层状介孔结构的析氢反应催化剂及其制备方法 |
| CN109364977A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-02-22 | 辽宁大学 | 硫掺杂石墨相氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN110152713A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-08-23 | 辽宁大学 | 氮化碳复合的三氧化二铬含氧缺陷的光热催化剂及其制备方法与应用 |
| CN110639590A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-01-03 | 江苏理工学院 | 一种氮化碳/碳纳米复合光催化材料的制备方法及应用 |
| CN112086673A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-15 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池用复合型高温质子交换膜及其制备方法 |
| CN112126946A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种酸碱水电解用复合膜及其制备方法和应用 |
| CN112495411A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-03-16 | 同济大学 | 一种氮化碳纳米片负载钒酸铟量子点光催化剂及其制备和应用 |
| CN113769772A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-12-10 | 辽宁大学 | 盐酸处理的Nb-Mo共掺杂g-C3N4光催化材料及其制备方法和应用 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103145108A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-06-12 | 重庆工商大学 | 一种c3n4有机异质结的制备方法 |
| CN103301867A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 重庆工商大学 | 一种无机离子掺杂的氮化碳光催化剂及其制备方法 |
| CN103638961A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-03-19 | 重庆工商大学 | 一种负载型氮化碳光催化剂的制备方法 |
| CN105126893A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石墨相氮化碳材料、其制备方法和用途 |
| CN105148744A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-16 | 华南理工大学 | 可调控超薄二维纳米g-C3N4膜及其制备方法与应用 |
| CN105664835A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-15 | 山东农业大学 | 一种有机羧酸辅助批量制备多孔氮化碳材料的方法 |
| CN105692595A (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种层状纳米材料的制备方法 |
| CN105944748A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-21 | 辽宁大学 | 一种大比表面积石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
-
2016
- 2016-10-09 CN CN201610880471.5A patent/CN106423244B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103145108A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-06-12 | 重庆工商大学 | 一种c3n4有机异质结的制备方法 |
| CN103301867A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 重庆工商大学 | 一种无机离子掺杂的氮化碳光催化剂及其制备方法 |
| CN103638961A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-03-19 | 重庆工商大学 | 一种负载型氮化碳光催化剂的制备方法 |
| CN105692595A (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种层状纳米材料的制备方法 |
| CN105148744A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-16 | 华南理工大学 | 可调控超薄二维纳米g-C3N4膜及其制备方法与应用 |
| CN105126893A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石墨相氮化碳材料、其制备方法和用途 |
| CN105664835A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-06-15 | 山东农业大学 | 一种有机羧酸辅助批量制备多孔氮化碳材料的方法 |
| CN105944748A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-21 | 辽宁大学 | 一种大比表面积石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| FEI CHANG等: ""Enhanced visible-light-driven photocatalytic performance of porous graphitic carbon nitride"", 《APPLIED SURFACE SCIENCE》 * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108067281A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-05-25 | 辽宁大学 | 多孔g-C3N4光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108067281B (zh) * | 2017-11-24 | 2020-06-16 | 辽宁大学 | 多孔g-C3N4光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108043440A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-18 | 辽宁大学 | 高活性多孔的g-C3N4光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN108355702A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-03 | 辽宁大学 | 一种大比表面积碳缺陷石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108568307A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-25 | 辽宁大学 | 氧掺杂多孔的g-C3N4光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN108380237A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-08-10 | 辽宁大学 | 氮缺陷石墨相氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN109351363A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-19 | 安徽理工大学 | 一种层状介孔结构的析氢反应催化剂及其制备方法 |
| CN109364977A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-02-22 | 辽宁大学 | 硫掺杂石墨相氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法与应用 |
| CN110152713B (zh) * | 2019-06-27 | 2021-06-01 | 辽宁大学 | 氮化碳复合的三氧化二铬含氧缺陷的光热催化剂及其制备方法与应用 |
| CN110152713A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-08-23 | 辽宁大学 | 氮化碳复合的三氧化二铬含氧缺陷的光热催化剂及其制备方法与应用 |
| CN110639590A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-01-03 | 江苏理工学院 | 一种氮化碳/碳纳米复合光催化材料的制备方法及应用 |
| CN112495411A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-03-16 | 同济大学 | 一种氮化碳纳米片负载钒酸铟量子点光催化剂及其制备和应用 |
| CN112495411B (zh) * | 2020-09-09 | 2022-08-05 | 同济大学 | 一种氮化碳纳米片负载钒酸铟量子点光催化剂及其制备和应用 |
| CN112126946A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种酸碱水电解用复合膜及其制备方法和应用 |
| CN112086673A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-15 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池用复合型高温质子交换膜及其制备方法 |
| CN112126946B (zh) * | 2020-09-15 | 2021-08-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种酸碱水电解用复合膜及其制备方法和应用 |
| CN113769772A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-12-10 | 辽宁大学 | 盐酸处理的Nb-Mo共掺杂g-C3N4光催化材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106423244B (zh) | 2019-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106423244A (zh) | 一种多孔g‑C3N4纳米片光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105944748B (zh) | 一种大比表面积石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN106745111B (zh) | 一种高比表面积纳米晶氟化镁的制备方法 | |
| CN108355702A (zh) | 一种大比表面积碳缺陷石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 | |
| Zhang et al. | Boosted photocatalytic nitrogen fixation by bismuth and oxygen vacancies in Bi 2 MoO 6/BiOBr composite structures | |
| CN110201703A (zh) | 一种多元金属掺杂氮化碳复合材料的制备方法 | |
| CN108067281A (zh) | 多孔g-C3N4光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108355701A (zh) | Ag担载二维石墨相氮化碳纳米片光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108404959B (zh) | 一种棒状g-C3N4@SnIn4S8复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN103072959A (zh) | 一种多孔氮化硼的制备方法 | |
| CN103084196B (zh) | 钽基分级结构空心纳米光催化材料制备方法及其应用 | |
| CN112892521A (zh) | 一种富氧空位的海胆状氧化钨及其制备方法和应用 | |
| CN108993574B (zh) | 一种高性能石墨相氮化碳光催化材料的制备方法 | |
| CN106964339A (zh) | 碳掺杂超薄钨酸铋纳米片光催化材料及其制备方法 | |
| CN104628031B (zh) | 一种一维自掺杂二氧化钛纳米材料的制备方法及所得产品 | |
| CN112871196B (zh) | 一种胺基化的氟掺杂氮化碳光催化剂的制备方法 | |
| CN111468147A (zh) | 一种多孔碳复合二氧化钛-卤氧化物光催化剂及其制备方法 | |
| JP2014128768A (ja) | 光触媒の製造方法 | |
| CN113198496B (zh) | 一种金属铟掺杂溴化铅铯钙钛矿量子点光催化剂、制备方法及其在还原二氧化碳中的应用 | |
| CN110694662A (zh) | 一种二维I掺杂BiOIO3/g-C3N4复合催化剂及其制备方法与应用 | |
| Liu et al. | Synthesis, characterization of Cu, N co-doped TiO2 microspheres with enhanced photocatalytic activities | |
| CN108927201B (zh) | 一种AgBr/g-C3N4复合粉体的制备方法及应用 | |
| CN114570352A (zh) | 一种W18O49/ZnTiO3固氮光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110639616A (zh) | 氨基修饰的MIL-68(Ga)新型光催化剂的制备及其用于还原Cr(VI)的方法 | |
| CN110420654A (zh) | 一种中空球型氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |