研究目的
采用微波辐照法制备KBiO3/g-C3N4复合材料,并评估其光催化产氢活性。
研究成果
采用微波辐照法成功制备了KBiO3/g-C3N4复合材料,由于材料间良好的协同作用,展现出增强的光催化产氢性能。最佳复合比例(40% KBiO3/60% g-C3N4)的产氢量达698 μmol H2/g,显著高于单一组分。微波法能有效实现均匀分散且不改变材料结构,此为KBiO3用于产氢的首次报道,为新型复合体系开辟了途径。
研究不足
该研究采用紫外光(254纳米)进行光催化测试,可能未能充分利用材料的可见光吸收特性。复合材料在某些位点存在结合不完全的情况,建议开展界面理论研究以深入理解。该方法在工业应用中可能存在规?;侍狻?/p>
1:实验设计与方法选择:
本研究旨在通过微波辐照合成KBiO3/g-C3N4复合材料以增强光催化产氢性能。选择微波法因其能实现材料均匀分散与结合而不改变晶体结构。
2:样品选择与数据来源:
KBiO3采用KOH和NaBiO3化学取代法合成,g-C3N4通过三聚氰胺缩聚制备。复合材料按KBiO3质量比(5-90% wt)梯度配制。
3:实验设备与材料清单:
设备包括Mars-6微波炉、XRD(布鲁克D8高级X射线衍射仪)、SEM(FEI Nova 200纳米电镜)、FTIR、N2物理吸附仪(BELSORP Mini-II)、紫外-可见-近红外分光光度计(Cary 500)、间歇式反应器、高压汞灯(254 nm)及气相色谱仪(岛津GC-2014)。材料包含KOH、NaBiO3、三聚氰胺、蒸馏水及去离子水。
4:0)、间歇式反应器、高压汞灯(254 nm)及气相色谱仪(岛津GC-2014)。材料包含KOH、NaBiO三聚氰胺、蒸馏水及去离子水。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:KBiO3合成经120°C搅拌KOH与NaBiO3两小时,洗涤至pH=7后100°C干燥八小时;g-C3N4通过三聚氰胺500°C加热四小时制得。复合材料制备流程为:粉末与水混合于聚四氟乙烯容器中,100W微波辐照30分钟,80°C干燥后180°C加热两小时。表征手段包括XRD、FTIR、SEM、EDS面扫描、N2物理吸附及漫反射光谱。光催化测试将50mg催化剂分散于200mL去离子水中,通氮气后汞灯照射,每30分钟通过气相色谱监测三小时内氢气产量。
5:数据分析方法:
XRD分析晶相组成,FTIR检测官能团,SEM观察形貌,EDS分析元素分布,N2物理吸附测定比表面积,DRS通过Tauc图计算光学带隙,GC定量氢气产量。
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