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石墨相C?N?作为CO?还原光催化剂稳定性的研究
摘要： 大气中不断升高的二氧化碳浓度对全球变暖和气候变化产生重大影响。通过将二氧化碳转化为有用产物来实现其捕获与利用是当前的研究热点。本研究采用石墨相氮化碳(g-C3N4)作为潜在光催化剂，探究了光驱动的二氧化碳还原反应。实验在批次式气相光反应器中进行，将g-C3N4粉末负载于玻璃载体上开展光催化还原研究。测试条件为70°C、初始压力2.5巴的紫外-可见光照射环境。在CO2存在下照射g-C3N4时，检测到的唯一气相产物是一氧化碳(CO)，且其生成速率随时间递减。掺杂氧的g-C3N4也进行了二氧化碳还原测试，但效率低于原始g-C3N4。多次循环光催化还原显示g-C3N4活性逐渐下降。无CO2条件下也观察到微量CO生成。通过FTIR和XPS对使用前后材料进行表征发现，经紫外-可见光照射或热处理后氧官能团含量增加。虽然已有研究报道g-C3N4作为光催化剂的应用，但本工作强调需要通过重复实验和对照测试来确定材料稳定性。
关键词： 二氧化碳还原、光催化、氧掺杂、石墨相氮化碳、材料稳定性、g-C3N4
更新于2025-09-23 15:21:21
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碳量子点修饰与氧掺杂g-C3N4在二氧化碳光催化还原中增强甲烷选择性
摘要： 石墨相氮化碳（g-C3N4，CN）存在电荷分离效率低、CO2吸附与活化位点不足以及表面反应动力学迟缓等问题，这些已被公认为其应用于CO2光催化还原的主要障碍。本研究采用简便的一步水热法，通过碳量子点（CQD）修饰和氧原子掺杂对CN进行改性。引入的CQD不仅促进电荷转移与分离，还提供了额外的CO2吸附与活化位点。此外，氧原子掺杂的CN（OCN）在掺氧过程中伴随氮缺陷的形成，通过促进水的解离与氧化半反应，成为可持续的H+供体。由于二元复合CQDs/OCN协同解决了CN基材料面临的三大难题，CQDs/OCN-x（x代表混合溶液中实验室用H2O2（30 wt.%）的体积比）在CO2光催化转化生成CH4方面的性能至少提升了11倍。本工作提出的复合光催化剂设计与机理，可为开发具有高CH4选择性的高效CO2光催化转化光催化剂提供更多合理设计思路。
关键词： 碳量子点、光催化、石墨相氮化碳（g-C3N4）、氧掺杂、二氧化碳还原
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过氧掺杂促进的液相剥离实现氮化硼纳米片的绿色高效生产
摘要： 作为石墨烯的结构类似物，氮化硼纳米片（BNNSs）有望具有广泛的应用前景。BNNSs展现出优异的机械性能、卓越的热导率、抗氧化及化学稳定性，且是极佳的电绝缘体。尽管近年来BNNSs已被公认为最具多功能性的二维材料之一，但其研究和工业应用仍受限于缺乏大规模、低成本的生产方法。本研究报道了通过氧掺杂辅助液相剥离实现的高效六方氮化硼（h-BN）剥离。通过简易热处理将氧原子引入h-BN结构中，研究了热处理、结构变化与h-BN剥离之间的关系以阐明提升BNNS产量的关键因素。羟基的最佳浓度与层间相互作用减弱协同作用，在温和剥离条件下促进了h-BN在水中的分层，与未处理的对照组相比，产量增幅高达1255%，且BNNS结构中未出现明显新缺陷。这种高效环保的h-BN剥离工艺是实现BNNSs低成本大规模生产的关键起点，这对于目前已确定的和未来众多潜在应用都至关重要。
关键词： 氧掺杂、纳米片、氮化硼纳米片、二维纳米材料
更新于2025-09-09 09:28:46