二氨基马来腈共聚合改性氮化碳光催化剂

利用二氨基马来腈（DMNA）与二聚氰胺（DCDA）的高温共聚合反应,制备了石墨相氮化碳（g-C3N4）,并通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱、透射电镜（TEM）、氮气吸脱附实验（N2-sorption）、电子顺磁共振（EPR）、紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）和荧光（PL）光谱等表征手段,系统考察了共聚合改性对g-C3N4晶体结构、化学结构、能带结构、织构、光吸收性能和光催化性能等的影响.研究结果表明：共聚合改性后氮化碳材料仍保持石墨相晶体结构,但其π电子的离域性增强,并在催化剂表面产生异质结构,进而提高了氮化碳在可见光区域的光吸收性能,并促进了光生载流子的有效...

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Published in物理化学学报 Vol. 28; no. 10; pp. 2336 - 2342
Main Author 郑华荣 张金水 王心晨 付贤智
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 福州大学光催化研究所,国家重点实验室培育基地,福州350002 2012
Subjects
光催化剂
共聚合
太阳能利用
氢能源
氮化碳
氢能源
太阳能利用
光催化剂
氮化碳
共聚合
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ISSN1000-6818
DOI10.3866/PKU.WHXB201209104

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Summary:利用二氨基马来腈（DMNA）与二聚氰胺（DCDA）的高温共聚合反应,制备了石墨相氮化碳（g-C3N4）,并通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱、透射电镜（TEM）、氮气吸脱附实验（N2-sorption）、电子顺磁共振（EPR）、紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）和荧光（PL）光谱等表征手段,系统考察了共聚合改性对g-C3N4晶体结构、化学结构、能带结构、织构、光吸收性能和光催化性能等的影响.研究结果表明：共聚合改性后氮化碳材料仍保持石墨相晶体结构,但其π电子的离域性增强,并在催化剂表面产生异质结构,进而提高了氮化碳在可见光区域的光吸收性能,并促进了光生载流子的有效分离.性能评价结果显示,DMNA改性的氮化碳在可见光下光催化产氢活性明显高于未改性的样品,当DMNA用量为0.01g时,催化剂的产氢速率最高,达到45.0μmol·h-1,为纯氮化碳样品的4.5倍.
Bibliography:11-1892/06
g-C3N4 photocatalysts were synthesized by copolymerization of diaminomaleonitrile （DMNA） with dicyanodiamide （DCDA） at high temperatures.The effect of copolymerization on the crystal structure,chemical structure,band structure,texture,optical property,and photocatalytic performance of g-C3N4 was studied by such characterization techniques as X-ray diffraction （XRD） patterns,Fourier transformed infrared （FTIR）,transmission electron microscopy （TEM）,nitrogen-sorption （N2-sorption）,electron paramagnetic resonance （EPR）,ultraviolet-visble diffuse reflectance spectra （UV-Vis DSR）,and photoluminescence （PL） analyses.Results demonstrated that the graphitic-like layer packing structure of g-C3N4 remained unchanged after the modification;however the copolymerization with DMNA can efficiently extend the delocalization of π-electrons and induce the formation of surface junctions,greatly enhancing the light-harvesting ability of g-C3N4 in visible light region and promoting the separation of photogenerated charg
ISSN:1000-6818
DOI:10.3866/PKU.WHXB201209104