CN115715989A - 羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳及其制备方法和应用 - Google Patents
羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115715989A CN115715989A CN202211323384.1A CN202211323384A CN115715989A CN 115715989 A CN115715989 A CN 115715989A CN 202211323384 A CN202211323384 A CN 202211323384A CN 115715989 A CN115715989 A CN 115715989A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydroxyl
- carbon nitride
- ammonium
- doped high
- functionalized
- 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
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 25
- VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N ammonium oxalate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C([O-])=O VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 16
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims abstract description 14
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims abstract description 14
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims abstract description 14
- FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 5-chloro-1,2-dimethylbenzimidazole Chemical compound ClC1=CC=C2N(C)C(C)=NC2=C1 FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000001741 Ammonium adipate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000019293 ammonium adipate Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- NHJPVZLSLOHJDM-UHFFFAOYSA-N azane;butanedioic acid Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CCC([O-])=O NHJPVZLSLOHJDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- SATJMZAWJRWBRX-UHFFFAOYSA-N azane;decanedioic acid Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CCCCCCCCC([O-])=O SATJMZAWJRWBRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- FRRMMWJCHSFNSG-UHFFFAOYSA-N diazanium;propanedioate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC([O-])=O FRRMMWJCHSFNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 9
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 claims abstract description 8
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 claims abstract description 8
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- ZQKXQUJXLSSJCH-UHFFFAOYSA-N melamine cyanurate Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1.O=C1NC(=O)NC(=O)N1 ZQKXQUJXLSSJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 235000010356 sorbitol Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract description 28
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 20
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 19
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 11
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 5
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 abstract description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 abstract 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 15
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 4
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HWOWEGAQDKKHDR-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxy-6-(pyridin-3-yl)-2H-pyran-2-one Chemical compound O1C(=O)C=C(O)C=C1C1=CC=CN=C1 HWOWEGAQDKKHDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 2
- VEZUQRBDRNJBJY-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone oxime Chemical compound ON=C1CCCCC1 VEZUQRBDRNJBJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical group 0.000 description 2
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000004968 peroxymonosulfuric acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- NGPGDYLVALNKEG-UHFFFAOYSA-N azanium;azane;2,3,4-trihydroxy-4-oxobutanoate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O NGPGDYLVALNKEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 carbon quantum dot ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006735 epoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 150000003333 secondary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- YJGJRYWNNHUESM-UHFFFAOYSA-J triacetyloxystannyl acetate Chemical compound [Sn+4].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O YJGJRYWNNHUESM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳及其制备方法和应用,其以双氰胺或三聚氰胺或氰尿酸三聚氰胺与柠檬酸或酒石酸或山梨醇或甘露醇或双季戊四醇自组装超分子体为前驱体,草酸铵或乙二酸铵、丙二酸铵、丁二酸铵、己二酸铵、癸二酸铵为气相模板剂和结构改性剂,氯化钾或氯化钾/氯化锂为引入离子源和热熔盐,经原位热聚将碳量子点、钾离子或钾/锂同时植入到g‑C3N4骨架中,同时得到表面羟基官能化的多孔形貌双掺杂高结晶度g‑C3N4。本发明的羟基官能化双掺杂高结晶度g‑C3N4可作为可见光催化剂、乙醇或乳酸为添加剂,空气为O2源,在室温、常压下,直接由原海水合成H2O2。
Description
技术领域
本发明属于化工产品及其制备技术领域,具体涉及一种羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的设计合成;以合成的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳为非均相可见光催化剂,与室温、常压下,空气为O2源,由原海水直接合成H2O2的方法。
背景技术
过氧化氢(俗称双氧水)是广泛应用于纺织、食品、造纸、环境治理等领域的大吨位精细化学品。近年来,H2O2因具有活性氧含高量,唯一副产物为水,相比于分子氧更高的反应活性,适合于液相氧化过程等突出优点,使其作为高效、绿色氧化剂在石油化工领域中也大显身手,2009年DOW / BASF联合开发的丙烯过氧化氢液相环氧化生产环氧丙烷(HPPO)工艺,工业装置能力达到了30万吨/年,2015年我国自主开发的10 万 t /a HPPO 装置顺利投产成功。过氧化氢为氧化剂的环己酮肟工艺成为当前工业上最重要的己内酰胺合成工艺。据不完全统计,2018年全球过氧化氢年消耗量超过650万吨。工业上合成H2O2方法有蒽醌法(AQ法)[姚冬龄, 张小平.中国蒽醌法生产过氧化氢的发展过程及技术进步[J].无机盐工业,2020 052(006): 1-7.]、电解法[付辉, 张彩凤.双氧水生产工艺及市场分析[J].精细石油化工进展, 2019 20(4): 41-44.]、氢-氧直接合成法等[巩笑笑,张晓昕,宗保宁.氢氧直接合成的过氧化氢原位氧化反应研究进展[J].石油炼制与化工, 2021 52(1): 10-19.]。蒽醌法(AQ法)是最普遍采用的工艺,蒽醌催化加氢、氢醌与分子氧催化氧化、溶剂提取过氧化氢,回收蒽醌,过氧化氢提纯。工艺存在流程长,多步催化反应,高能耗、副产物多、环境污染、生产过程存在安全风险(爆炸)等问题。电解法是通过电解硫酸或硫酸盐,在阳极得到阳极过硫酸或者过硫酸盐,过硫酸或过硫酸盐经水解得到H2O2、同时还原为原硫酸或其盐类。此方法的优点是产品质量好、有机杂质低,适合生产军工用途的高浓度产品(质量分数为 80%以上),但受限于高能耗、成本高、生产能力低。氢-氧直接合成法,使用氢气与氧气直接合成 H2O2,合成路线原子经济、环境相对友好,适合用于低成本、小规模生产合成。由于在反应热力学上,氢与氧更易生成水,此法对催化剂、反应条件的要求苛刻、同时对工艺的安全性有更高的要求,从而大大增加了生产成本。
受光合作用中光反应直接从水出发,光催化氧化分解放氧的启发,以地球上丰富的水和 O2为资源,利用太阳光为能量,通过O2还原或水氧化生成过氧化氢。一方面通过光催化剂将将绿色丰富的太阳能转化为可直接利用的化学能,另一方面发挥光反应均为增值反应的优点,成为了绿色环保、低碳高效的H2O2理想合成工艺。
石墨相氮化碳g-C3N4为一种稳定、廉价、无毒的二维层状非金属半导体材料,具有良好的化学和光、热稳定性,带隙宽度适中对可见光具有良好的响应。王心晨等首次报道石墨相氮化碳在可见光照射下裂解水制氢后,其在过氧化氢的光催化合成中也得到了成功应用。Hao等[Hao A, Luhan J. Improved H2O2photogenration by KOH-dopted g-C3N4under visible light irradiation due tosynergistic effect of N defects and Kmodification[J] Applied surfaced science2020,527.]采用掺杂策略,将KOH引入g-C3N4本体结构中,得到了无机碱掺杂g-C3N4以其为可见光光催化剂,异丙醇为质子给体,在酸性条件下(pH=3)从纯水、纯氧出发合成H2O2,产率704μmol/g.h。在此报道基础上Wu等[Shuai Wu, Hongtao Yu, Shuo Chen, and Xie Quan. Enhanced photocatalyticH2O2production over carbon nitride by doping and defect engineering[J]ACSCatal. 2020, 10, 14380-14389.]基于掺杂和缺陷思路,从本体g-C3N4出发,采用原位离子热法,得到了N空位掺杂K/Na离子的g-C3N4,通过缺陷和离子掺杂的协同催化作用,实现了禁带宽度有效下降(由2.85 降至 2.63 eV),其作为光催化剂,异丙醇为牺牲剂,纯氧为O2源,以超纯水为原料,合成产率10.2 mmol/h/g。Zhan等[Zhang X, et al. Bandalignment of homojunction by anchoring CN quantum dots on g-C3N4 enchancephotocatalytic hydrogen peroxide evolution[J]Applied Catal. B:Envir. 2022300:e20736]引入具有优异光诱导电荷转移和储存性的碳量子点(CDs),采用自下而上策略,将硫掺杂g-C3N4与碳量子点共混后热聚,得到了多孔S-C3N4/碳量子点纳米复合体,以其为光催化剂,在可见光照射下,实现了纯水氧化为H2O2,产率115μmol/ L. h。为驱动 g-C3N4 层内、层间光生电荷的运输以及抑制其重组提供了一条新的思路。Zhao等[HengZhao, Qiu Jin, Rational design of carbon nitride for remarkablephotocatalytic H2O2production[J] Chem.Catalysis,2022, 2, 1.14.]借助DFT理论计算,构建了氮化碳本体结构中同时引入杂原子氧、氰基官能团的改性g-C3N4,利用杂原子氧提升光催化活性,氰基官能团避免生成有H2O2的分解,H2O2产率达到5.57 mM/h。He等[HeM,Zhang Zh et al.Tensile strain in tin oxideclustes stabilized by C3N4 forhighly efficient visble light-driven H2O2production[J]ACS Sustainable Chem.Eng.2022,104494-4503.]g-C3N4利用结构中活性氨基作为反应位点,通过与乙酸锡原位反应形成的N-Sn键,在g-C3N4结构中成功引入SnO2单元,构建了SnO2@ g-C3N4。以其为催化剂,柠檬酸缓冲液为反应体系,纯氧为O2源合成过氧化氢,产率1021μmol/g.h。
综上报道,启发我们:1)从光物理过程的调控入手,同时在本相氮化碳结构中引入碳量子点、金属离子,通过协同催化作用,生成更多的光生载流子,降低光生电子/光生空穴复合速度,提升可见光催化活性;通过分子间的内建电场,促进激子迅速分离,拓展对可见光的吸收范围。2)通过形貌调控,引入气相模板剂,构建多孔形貌氮化碳,提升g-C3N4比表面,增加反应催化位点;3)针对水分子与分子氧两相间反应的特点,在g-C3N4表面引入强极性羟基官团,促进水分子、O2分子在催化位点的有效接触和反应,促进生成的H2O2及时从催化位点移出,从而降低过氧化反的分解;4)通过晶体工程,构建高结晶度氮化碳,提升其催化活性的稳定性和机械强度,实现g-C3N4的回收和循环使用。5)针对报道中以高成本的纯水、纯氧为原料,需要加入对环境有害的异丙醇等添加剂,反应在酸性条件下进行等不足,发展直接以原海水为原料、空气为O2源,于室温、常压条件下,以环境污染友好的乙醇或乳酸为添加剂,合成过氧化氢的高效、绿色新方法。
发明内容
本发明的目的之一,以双氰胺或三聚氰胺或氰尿酸三聚氰胺与柠檬酸或酒石酸或山梨醇或甘露醇或双季戊四醇构建的超分子为前驱体,草酸铵或乙二酸铵、丙二酸铵、丁二酸铵、己二酸铵、癸二酸铵为气相模板剂和结构改性剂,氯化钾或氯化钾/氯化锂为引入离子源和热熔盐,经原位热聚反应,将纳米碳量子点、钾离子或钾/锂双离子同时植入到 g-C3N4骨架中,提出了一种羟基官能化碳量子点/离子双掺杂高结晶度g-C3N4。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
所述羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳,以双氰胺(缩写为D)或三聚氰胺(缩写为M)或氰尿酸三聚氰胺(缩写为MCR)、柠檬酸(缩写为ca)或酒石酸(缩写为ta)或山梨醇(缩写为sb)或甘露醇(缩写为ma)或双季戊四醇(缩写为dp)为原料,经水热反应得到超分子前驱体,超分子前驱体与氯化钾或氯化钾/氯化锂,草酸铵(表示为1)或乙二酸铵(表示为2)或丙二酸铵(表示为3)或丁二酸铵(表示为4)或己二酸铵(表示为6)或癸二酸铵(表示为6),经原位热聚将碳量子点、钾离子或钾/锂双离子同时植入g-C3N4骨架中,得到系列羟基官能化量钾/柠檬酸掺杂g-C3N4(简写为K/ca@g-C3N4-D-1-6、K/ca@g-C3N4-M-1-6)、K/ca@g-C3N4-MCR-1-6)或系列羟基官能化钾/锂/柠檬酸掺杂g-C3N4(简写为K/Li/ca@g-C3N4-D-1-6、K/Li/ca@g-C3N4-M-1-6、K/Li/ca@g-C3N4-MCR-1-6)或系列羟基官能化钾/酒石酸掺杂g-C3N4(简写为K/ta@g-C3N4-D-1-6、K/ta@g-C3N4-M-1-6、K/ta@g-C3N4-MCR-1-6)或系列羟基官能化钾/锂/酒石酸掺杂g-C3N4(简写为K/Li/ta@g-C3N4-D-1-6、K/Li/ta@g-C3N4-M-1-6)、K/Li/ta@g-C3N4-MCR-1-6或系列羟基官能化钾/山梨醇掺杂g-C3N4(简写为K/sb@g-C3N4-D-1-6、K/sb@g-C3N4-M-1-6、K/sb@g-C3N4-MCR-1-6)或系列羟基官能化钾/锂/山梨掺杂g-C3N4(简写为K/Li/ sb@g-C3N4-D-1-6、K/Li/sb@g-C3N4-M-1-6、K/Li/sb@g-C3N4-MCR-1-6)或系列羟基官能化钾/甘露醇掺杂g-C3N4(简写为K@/ma@g-C3N4-D-1-6、K@/ma@g-C3N4-M-1-6)、K@/ma@g-C3N4-MCR-1-6)或系列羟基官能化钾/锂/甘露醇掺杂g-C3N4(简写为K/Li /ma @g-C3N4-D-1-6、K/Li /ma @g-C3N4-M-1-6、K/Li / ma@g-C3N4-MCR-1-6)或系列羟基官能化钾/双季戊四醇掺杂g-C3N4(简写为K/Li / ma @g-C3N4-D-1-6、K/Li / ma @g-C3N4-M-1-6、K/Li / ma @g-C3N4-MCR-1-6)或系列羟基官能化钾/锂/双季戊四醇掺杂g-C3N4(简写为K/Li/ dp@g-C3N4-D-1-6、K/Li/dp@g-C3N4-M-1-6、K/Li/ dp@g-C3N4-MCR-1-6)。
进一步地,步骤S1中氮化碳前驱体为双氰胺、三聚氰胺或氰尿酸三聚氰胺;含羟基官能团化合物为柠檬酸铵、酒石酸铵、山梨醇、甘露醇或双季戊四醇;氮化碳前驱体与含羟基官能团化合物的质量比为1: 0.05~1。
进一步地,步骤S2中钾盐和锂盐分别为氯化钾和氯化锂;气相模板剂为草酸铵、乙二酸铵、丙二酸铵、丁二酸铵或己二酸铵或癸二酸铵;超分子前驱体、钾盐或钾盐和锂盐的混合物、气相模板剂的质量比为1:1.5~3:0.05~1。
进一步地,步骤S2中煅烧条件为:升温速度为2.0℃/min,加热至550~650℃,反应3~5 h。
更具体地,羟基官能化双掺杂g-C3N4的合成包括以下步骤:
步骤S101:在水热合成反应釜中,依次加入6g双氰胺或5g三聚氰胺或6g氰尿酸三聚氰胺、不同质量的柠檬酸或酒石酸或山梨醇或甘露醇或双季戊四醇,100ml无离子水,依次加入水热合成反应釜,于180~200℃下反应12~18h。真空下缓慢除水,得到超分子前驱体。
步骤S102:4~6g超分子前驱体与7.5g氯化钾或5.5g氯化钾与2g氯化锂混合物(手套箱中),4g气相模板剂(草酸铵或乙二酸铵或丙二酸铵或丁二酸铵或己二酸铵或癸二酸铵)充分混合研磨后,置于气氛箱式马弗炉,连续通入氮气,升温速度为2.0℃/min,由室温加热至550~650℃,保温3~5 h。粗产物经充分研磨、无离子水、乙醇充分洗涤、真空干燥至恒重,得到目标产物。
本发明的目的之二是,提供一种应用上述羟基官能化双掺杂g-C3N4为非均相可见光催化体系,直接以空气为O2源,在环境条件下(室温、常压),乙醇或乳酸为添加剂,直接由原海水合成了过氧化氢。此合成方法具有原料绿色,合成路线原子经济,催化体系活性高,可循环使用等特点;更具体地,羟基官能化双掺杂g-C3N4的应用,包括以下步骤:在配有磁力搅拌的石英反应瓶中,依次加入20mg羟基官能化双掺杂g-C3N4、
50mL原海水、5mL乙醇或乳酸,连续鼓泡通入空气暗反应0.5h,开启300氙灯光源(配420nm滤光片),控制空气通入速度 5ml/min,反应5~7 h,H2O2产率为120~550μmol/g.h。
上述羟基官能化双掺杂g-C3N4的再生与循环使用步骤:
(1)将应用之后的羟基官能化双掺杂g-C3N4回收,再依次用无水乙醇、无离子水充分洗涤,真空干燥至恒重。
(2)将步骤(1)所得的20mg再生羟基官能化双掺杂g-C3N4、50mL原海水、5mL乙醇或乳酸,连续鼓泡通入空气暗反应0.5h,开启300氙灯光源(配420nm滤光片)空气连续鼓泡通入,反应5~7 h。
本发明以双氰胺或三聚氰胺或氰尿酸三聚氰胺与柠檬酸或酒石酸或山梨醇或甘露醇或双季戊四醇的自组装超分子为前驱体,与氯化钾或氯化钾与氯化锂混合物,草酸铵或乙二酸铵或丙二酸铵或丁二酸铵或己二酸铵或癸二酸铵,经原位热聚合,构建了系列羟基官能化碳量子点离子双掺杂多孔形貌g-C3N4,合成的官能化g-C3N4表现出良好的可见光催化活性、表面亲水性,且两种性质可灵活地通过量子点、离子的种类和数目加以调控。
本发明的合成中多羟基化合物柠檬酸、酒石酸、山梨醇、甘露醇、双季戊四醇的作用是作为碳量子点的前体化合物,先利用其分子结构中羟基官能团,通过氢键与双氰胺、三聚氰胺、MCR自组装为超分子前驱体,高温下进行分子间、分子间的羟基脱水反应等反应,原位生成碳量子点。
本发明的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳,纳米碳量子点原位集成于钾离子或钾/锂双离子掺杂,表面羟基官能化的多孔形貌g-C3N4纳米片上;量子点同时作为电子供体和光生电子导体,促进光生载流子分离与输运,窄化带隙、拓宽光谱响应范围,提升可见光区光吸收性能,钾、钾/锂双离子则通过改变g-C3N4的本征电子结构,在进一步降低了光生载流子复合的同时,拓宽g-C3N4对可见光的响应和吸收,使羟基官能化双掺杂氮化碳表现出高可见光催化活性,且光催化活性可通过碳量子点的前体和离子的种类灵活调控;羟基官能化多孔形貌在增加了比表面的同时,使其表现强极性和亲水属性,并可通过羟基引入数目灵活调控大小,强极性的亲水表面实现了羟基官能化双掺杂氮化碳与H2O、空气中O2分子的充分接触、结合,使得H2O顺利氧化为产物H2O2。
本发明的K与K/Li掺杂的原理:1)K/Li双掺杂是引入碱性弱的锂,调控体系的Lewis碱性,从而控制目标化合物结构中引入的羟基数目;2)Li传输光生电子能力较好,K/Li双掺杂促进光子电子与光生空穴的分离。且本发明的K与K/Li掺杂不能以钠替代,主要存在以下原因:1)钠离子传递光生电子的能力弱于钾和锂;2)钠离子与氮原子的结合能力弱,难以稳定地引入目标化合物结构中。
本发明的有益效果在于:
1. 羟基官能化双掺杂多孔g-C3N4结构中,碳量子点、钾离子、钾/锂双离子原位植入g-C3N4本相中,量子点与离子两者通过协同作用,有效降低了g-C3N4的禁带宽度,拓展了其对可见光的吸收。表面羟基官能化的多孔形貌,则提供了有助于水与O2分子两相间反应顺利进行的良好微环境,同时有利于产物过氧化氢及时从催化活性中心分离,从而有效地降低了产物的分解。
2. 羟基官能化双掺杂多孔g-C3N4作为非均相可见光催化剂,直接以空气为O2源,乙醇或乳酸为添加剂,在环境条件下(室温、常压),由原海水合成过氧化氢;本发明的过氧化氢产率为550μmol/g·h,而现有技术中704μmol/g·h的产率,是以纯水为原料、纯氧为氧源,异丙醇为添加剂的结果;且乙醇(伯醇)相比于异丙醇(仲醇)难以给出质子,采用乙醇为牺牲剂的结果远低于异丙醇的结果。
3. 羟基官能化双掺杂多孔g-C3N4离心分离、洗涤、真空干燥至恒重,即可再生循环使用,循环使用3次催化活性基本保持不变。
附图说明
图1为本发明所述的羟基官能化双掺杂g-C3N4的合成路线及结构示意图;
图2为K/ca@g-C3N4-D-5的扫描电镜图;
图3为系列羟基官能化双掺杂g-C3N4的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明,但本发明不仅仅限于这些实施例。
实施例1:羟基官能化钾/柠檬酸掺杂g-C3N4(K/ca@g-C3N4-D-1)的合成
步骤S101:在水热合成反应釜中,依次加入5g双氰胺,1.25g柠檬酸,100mL无离子水,于180℃水热反应12h。缓慢蒸发除水得到超分子前驱体。取前驱体5g与7.5g氯化钾、4g草酸铵,充分混合研磨。混合物置于气氛马弗炉,控制升温速度2.0℃/min,加热至550℃,保温4 h。粗产物经充分研磨、无离子水、乙醇充分洗涤、真空干燥至恒重,得到目标产物。
FT-IR( KBr) ,ν/cm-1:3440,2988,2831,1598,1512,1492,1440,1365,1174。
XRD(2θ),。:10,27,42,52,58,70,75。
实施例2:羟基官能化钾/柠檬酸掺杂g-C3N4(K/ca@g-C3N4-D-2-6)的合成
将乙二酸铵、丙二酸铵、丁二酸铵、己二酸铵、癸二酸铵代之以草酸铵外,其它同实施例1。
实施例3:羟基官能化钾/山梨醇掺杂g-C3N4(K/sb@g-C3N4-MCR-1)的合成
水热合成反应釜中,依次加入5g三聚氰胺氰尿酸,1.0g山梨醇,100mL无离子水,于180℃水热反应16h。缓慢蒸发除水得到超分子前驱体。取前驱体4g与7.5g氯化钾、4g草酸铵,充分混合研磨。混合物置于气氛马弗炉,连续通入氮气,控制升温速度2.0℃/min,加热至550℃,保温4 h。粗产物经充分研磨、无离子水、乙醇充分洗涤、真空干燥至恒重,得到目标产物。
FT-IR( KBr) ,ν/cm-1:3441,2989,2830,2148, 1614,1491,1440,1366,1173,1002。
XRD(2θ),。:10,28,41,50,57,68,76。
实施例4:羟基官能化钾/山梨醇掺杂g-C3N4(K/ sb @g-C3N4-MCR-2-6)的合成
将乙二酸铵、丙二酸铵、丁二酸铵、己二酸铵、癸二酸铵代之以草酸铵外,其它同实施例3。
实施例5:羟基官能化钾/锂/山梨醇掺杂g-C3N4(K/Li/sb@g-C3N4-M-1)的合成
水热合成反应釜中,依次加入5g三聚氰胺,1.0g山梨醇,100mL无离子水,于180℃水热反应16h。缓慢蒸发除水得到超分子前驱体。取前驱体4g与5.5g氯化钾、2.0g氯化锂、4g草酸铵,在手套箱中充分混合研磨。混合物置于气氛马弗炉,连续通入氮气,控制升温速度2.0℃/min,加热至550℃,保温4 h。粗产物经充分研磨、无离子水、乙醇充分洗涤、真空干燥至恒重,得到目标产物。
FT-IR( KBr) ,ν/cm-1:3442,2990,2831,2152, 1597,1490,1440,1397,1364,1247,1173, 1002,800。
XRD(2θ),。:28,42,51,59,70,77。
实施例6羟基官能化钾/锂/山梨醇掺杂g-C3N4 (K/Li/sb@g-C3N4-M-2-6)的合成
将乙二酸铵、丙二酸铵、丁二酸铵、己二酸铵、癸二酸铵代之以草酸铵外,其它同实施例5。
实施应用例1:羟基官能化双掺杂g-C3N4催化的原海水空气氧化合成过氧化氢
在配有磁力搅拌的石英反应瓶中,依次加入20mg羟基官能化双掺杂g-C3N4、50ml原海水、5ml乙醇、暗反应1.5 h。开启300氙灯光源(配420nm滤光片)照射下,控制进气速度5ml/min,反应5~7 h,过氧化产率为120~550μmol/g.h。
实施应用例2:羟基官能化双掺杂g-C3N4(K/Li/ca@g-C3N4- MCR-1)的再生与循环使用
将实施应用例1中离心分离得到的K/Li/ca@g-C3N4- MCR-1,依次用乙醇、去离子水充分洗涤后,将g-C3N4于真空干燥至恒重,完成g-C3N4的再生。g-C3N4的循环使用操作同实施应用例1。第一循环使用过氧化氢产率538μmol/g.h,第二次循环使用过氧化氢产率537μmol/g.h,第三次循环使用过氧化氢产率537μmol/g.h。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1:将氮化碳前驱体、含羟基官能团化合物、无离子水依次加入反应釜中,在180~200℃下反应12~18h,得到超分子前驱体;
步骤S2:将步骤S1得到的超分子前驱体、钾盐或钾盐和锂盐的混合物、气相模板剂充分混合研磨后,置于马弗炉,在氮气气氛下煅烧得到粗产物,经研磨、无离子水和乙醇洗涤、真空干燥后,得到羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳。
2.根据权利要求1所述的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的制备方法,其特征在于:步骤S1中氮化碳前驱体为双氰胺、三聚氰胺或氰尿酸三聚氰胺。
3.根据权利要求1所述的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的制备方法,其特征在于:步骤S1中含羟基官能团化合物为柠檬酸、酒石酸、山梨醇、甘露醇或双季戊四醇。
4.根据权利要求1所述的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的制备方法,其特征在于:步骤S1中氮化碳前驱体与含羟基官能团化合物的质量比为1: 0.05~1。
5.根据权利要求1所述的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的制备方法,其特征在于:步骤S2中钾盐和锂盐分别为氯化钾和氯化锂。
6.根据权利要求1所述的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的制备方法,其特征在于:步骤S2中气相模板剂为草酸铵、乙二酸铵、丙二酸铵、丁二酸铵或己二酸铵或癸二酸铵。
7.根据权利要求1所述的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的制备方法,其特征在于:步骤S2中超分子前驱体、钾盐或钾盐和锂盐的混合物、气相模板剂的质量比为1:1.5~3:0.05~1。
8.根据权利要求1所述的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的制备方法,其特征在于:步骤S2中煅烧条件为:升温速度为2.0℃/min,加热至550~650℃,反应3~5 h。
9.一种如权利要求1~8任一项所述的制备方法制得的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳。
10.一种如权利要求9所述的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳的应用,其特征在于:所述的羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳为可见光催化剂,空气为O2源,以乙醇或乳酸为添加剂,在室温、常压反应条件下,直接将原海水氧化合成过氧化氢。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211323384.1A CN115715989B (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211323384.1A CN115715989B (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115715989A true CN115715989A (zh) | 2023-02-28 |
CN115715989B CN115715989B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=85254371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211323384.1A Active CN115715989B (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115715989B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116212931A (zh) * | 2023-03-25 | 2023-06-06 | 闽江学院 | 一种可见光驱动的海水原位Fenton体系及其在快速降解水中有机微污染物中的应用 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105903485A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-08-31 | 河海大学 | 一种具有可见光响应的多孔氮化碳/羟基铁纳米棒复合光芬顿材料的合成方法 |
KR101743945B1 (ko) * | 2016-02-01 | 2017-06-07 | 포항공과대학교 산학협력단 | 광촉매, 그의 제조 방법 및 그를 이용한 과산화수소의 제조방법 |
CN108993561A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-12-14 | 广东工业大学 | 一种碳点修饰氧掺杂氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
US20190003998A1 (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education | Graphitic carbon nitride sensors |
CN113083347A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-09 | 上海应用技术大学 | 一种生物炭基超分子自组装氮化碳复合光催化材料、制备方法及应用 |
CN113908872A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-11 | 东南大学 | 一种双空位石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法 |
CN113996338A (zh) * | 2021-06-23 | 2022-02-01 | 广东工业大学 | 一种复合光催化剂及其制备方法和应用 |
CN114225957A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 西南大学 | 一种碳掺杂超分子聚合氮化碳可见光催化剂及其应用 |
CN114471655A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-05-13 | 山西省生态环境保护服务中心(山西省环境规划院) | 可见光下不加牺牲剂高效生成过氧化氢的复合光催化剂的制备方法 |
CN115007182A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-09-06 | 东南大学 | 一种钾氧共掺杂石墨相氮化碳光催化剂的制备方法 |
-
2022
- 2022-10-27 CN CN202211323384.1A patent/CN115715989B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101743945B1 (ko) * | 2016-02-01 | 2017-06-07 | 포항공과대학교 산학협력단 | 광촉매, 그의 제조 방법 및 그를 이용한 과산화수소의 제조방법 |
CN105903485A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-08-31 | 河海大学 | 一种具有可见光响应的多孔氮化碳/羟基铁纳米棒复合光芬顿材料的合成方法 |
US20190003998A1 (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education | Graphitic carbon nitride sensors |
CN108993561A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-12-14 | 广东工业大学 | 一种碳点修饰氧掺杂氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
CN113083347A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-09 | 上海应用技术大学 | 一种生物炭基超分子自组装氮化碳复合光催化材料、制备方法及应用 |
CN113996338A (zh) * | 2021-06-23 | 2022-02-01 | 广东工业大学 | 一种复合光催化剂及其制备方法和应用 |
CN113908872A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-11 | 东南大学 | 一种双空位石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法 |
CN114225957A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 西南大学 | 一种碳掺杂超分子聚合氮化碳可见光催化剂及其应用 |
CN114471655A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-05-13 | 山西省生态环境保护服务中心(山西省环境规划院) | 可见光下不加牺牲剂高效生成过氧化氢的复合光催化剂的制备方法 |
CN115007182A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-09-06 | 东南大学 | 一种钾氧共掺杂石墨相氮化碳光催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
QINGXIANG CAO: "potassium-doped carbon nitride: highly efficient photoredox catalyst for selective oxygen reduction and arylboronic acid hydroxylation", 《JOURNAL OF CATALYSIS》, vol. 414, pages 64 - 75, XP087199452, DOI: 10.1016/j.jcat.2022.08.030 * |
王福禄;王建华;李子强;: "氮化碳光催化材料的掺杂改性研究进展", 精细石油化工, no. 03, pages 73 - 80 * |
马小帅;陈范云;张萌迪;杨凯;余长林;: "g-C_3N_4基光催化剂的制备和应用", 有色金属科学与工程, no. 03, pages 46 - 56 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116212931A (zh) * | 2023-03-25 | 2023-06-06 | 闽江学院 | 一种可见光驱动的海水原位Fenton体系及其在快速降解水中有机微污染物中的应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115715989B (zh) | 2024-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110227532B (zh) | 一种溴化铅铯量子点/氮化碳纳米片光催化剂的制备方法 | |
CN112495401B (zh) | 一种Mo掺杂MoO3@ZnIn2S4 Z体系光催化剂及其制备方法与应用 | |
CN109261188B (zh) | 一种氧空位可调的氧化亚铜-氧化铜/氮化碳复合氧化物、制备方法及其应用 | |
CN112028038B (zh) | 一种碱化氮化碳纳米管的制备方法及其应用 | |
CN109794268B (zh) | MoSe2纳米片包覆KNbO3纳米线异质结构光催化材料的制备方法 | |
CN113663704B (zh) | 一种硫化铟锌/石墨相氮化碳复合材料及其制备和应用 | |
CN111036243B (zh) | 含氧空缺的过渡金属掺杂的BiOBr纳米片光催化剂及其制备方法和应用 | |
CN113000061B (zh) | 一种带状石墨氮化碳纳米片的制备方法 | |
CN105536840A (zh) | 石墨烯纳米带负载半导体的三维光催化材料的制备方法 | |
CN115715989A (zh) | 羟基官能化双掺杂高结晶度氮化碳及其制备方法和应用 | |
CN113086955A (zh) | 光催化固氮的碳缺陷型氮化碳材料的制备方法 | |
CN104108707B (zh) | 一种硫掺杂石墨烯及其制备方法 | |
CN115007182A (zh) | 一种钾氧共掺杂石墨相氮化碳光催化剂的制备方法 | |
CN114293226B (zh) | Cu2O@PI-COF复合材料的制备方法及其在电还原二氧化碳中的应用 | |
CN108525695B (zh) | 一种二维层状结构的石墨烯/碳氮烯/溴氧铋复合纳米光催化材料及其制备方法和应用 | |
CN113663705A (zh) | 一种钒酸镧/石墨相氮化碳复合材料及其制备方法和应用 | |
CN105688965A (zh) | 介孔五氧化二铌/掺氮石墨烯高效复合光催化剂的制备方法 | |
CN112958130A (zh) | 一种光催化用催化剂及其制备方法和应用 | |
CN116212931A (zh) | 一种可见光驱动的海水原位Fenton体系及其在快速降解水中有机微污染物中的应用 | |
CN113522273B (zh) | 一种富含氧空位三氧化钨的制备方法及其在光催化反应中的应用 | |
CN114735671B (zh) | 氮掺杂碳微球及其制备方法与应用 | |
CN111468133B (zh) | 一种铌酸钾/α-氧化铁异质光催化剂的制备方法 | |
CN109772419B (zh) | 在限域空间构筑氮化碳基超薄纳米片复合材料的制备方法 | |
CN114160180A (zh) | 一种微波辅助热共聚法制备CNQDs/g-C3N4复合材料的方法 | |
CN111957334A (zh) | 一种复合三元异质结光催化剂制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |