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Ag-AgVO3/g-C3N4复合光催化剂的制备及抗生素降解特性
摘要： 通过可见光光催化研究了钒酸银（AgVO3）、类石墨相氮化碳（g-C3N4）及其复合物对四环素的降解作用。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分析了它们的结构与形貌，通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）解析了降解中间产物。采用水热法合成了纳米棒状钒酸银。结果表明：添加纺锤状氮化碳可缩小纳米棒间距，该复合材料的催化性能优于单一材料。Ag-AgVO3/g-C3N4复合物的反应速率常数分别为0.0298 min-1，是g-C3N4（K=0.0125 min-1）的2.4倍和AgVO3（K=0.0152 min-1）的2.0倍。反应120分钟时，复合物降解率达83.6%。GC-MS证实了四环素的降解过程，并提出了可能的降解路径。
关键词： 光催化、氮化碳、抗生素、可见光、钒酸银
更新于2025-11-21 10:59:37
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多孔形貌的二元复合物WO3/g-C3N4：简易构建、表征及增强的可见光光催化活性
摘要： 通过简便的一步煅烧法构建了多种WO3/g-C3N4二元复合材料，并系统分析了其化学物理性质。有趣的是，这些所得复合材料呈现出多孔形貌并伴有一定管状结构，其中两种组分紧密接触形成异质结结构。因此，这些复合材料具有增强的可见光吸收能力和更大的比表面积。这些微观结构、形貌和电子优势确保了其在可见光照射下降解罗丹明B（RhB）和亚甲基蓝（MB）时具有更强的光催化性能。此外，基于活性物种捕获实验和分析结果，推测其可能的光催化机制为"Z型"路径而非传统的II型路径。
关键词： 三氧化钨、光催化降解、机理、多孔形貌、二元复合材料、氮化碳
更新于2025-11-14 17:04:02
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乙炔黑量子点作为少层g-C3N4/MoS2纳米片结构的桥梁：0D-2D异质结作为高效可见光驱动光催化剂
摘要： 过去几年基于光催化理论研究已取得重大进展。然而，要推广光催化材料的应用仍有很长的路要走。本文介绍了一种具有更高光催化降解效率的简易合成0D-2D（D：维度）异质材料。我们通过简单的水热合成和超声化学负载法，构建以乙炔黑（AB）为桥梁连接石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米层与二维MoS2夹心结构。在二维g-C3N4/(x%)MoS2上负载1% AB不仅能加速电荷转移，还可减少电子-空穴复合，从而提升单位时间光催化效率。研究表明，三元g-C3N4/AB/3.1%MoS2催化材料在130分钟内对甲基蓝的降解率可达94.29%，明显高于纯g-C3N4（80%）或MoS2（51.74%）。本工作实现的三元异质催化剂通过材料间特性互补，拓展了光催化性能并加速污染物降解，为环保提供了可行方案。
关键词： 石墨相氮化碳，三元光催化剂，光催化降解，量子点/氮化碳/二硫化钼
更新于2025-11-14 15:32:45
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水杨酸修饰的聚合氮化碳通过电荷转移实现磺胺二甲嘧啶和四环素的高效可见光驱动降解
摘要： 光催化作为去除废水中有机污染物的有前景技术已被广泛研究。本研究为此设计了一种改性氮化碳材料，通过简便的尿素与水杨酸（SA）共聚法合成了扭曲结构氮化碳。水杨酸的引入使材料结构从平面构型转变为扭曲卷曲构型。与原始氮化碳相比，CN-SA展现出更宽的光吸收范围，这归因于七嗪单元中具有孤对电子的氮原子发生n→π*跃迁。CN-SA光电极表现出更高的光电流和更低的电荷电阻，表明其光生载流子分离效率更高。结果显示，最优CN-SA对四环素（TC）的降解效率较原始氮化碳提升2倍。此外，CN-SA光催化剂对磺胺二甲嘧啶（SMZ）的降解速率达0.0823 min?1，是原始氮化碳（0.0293 min?1）的三倍。经过四次循环后，CN-SA仍保持良好稳定性且无结构变化或光催化性能损失。自由基捕获实验和电子自旋共振分析表明，?O2?和h+是降解有机污染物的主要活性物种。该策略为设计具有可调带隙结构的有机半导体材料提供了新途径，适用于多种应用场景。
关键词： 水杨酸，光催化降解，氮化碳，电荷分离，抗生素
更新于2025-11-14 14:48:53
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质子化、羟胺化和肼化对g-C3N4在Matrimid?/g-C3N4膜性能中的影响
摘要： 持续改进聚合物膜性能的挑战之一在于开发新型化学改性填料，例如富氮二维纳米材料。石墨相氮化碳（g-C3N4）作为这类填料的新成员已引起显著关注。已知质子化处理能赋予其理想功能特性，从而为不同应用构建独特结构。本研究通过将质子化g-C3N4掺杂入Matrimid?制备混合基质膜，发现当填料掺杂量为0.5 wt%时，CO2/CH4选择性最高提升36.9%，显著改善了气体分离性能。为进一步增强g-C3N4对复合膜性能的贡献，还尝试采用氧等离子体处理和单水合肼处理作为质子化的替代方案。氧等离子体处理的羟胺化作用使CO2/CH4选择性最高提升52.2%（2 wt%掺杂量时），O2/N2选择性最高提升26.3%（0.5 wt%掺杂量时）。肼化处理对CO2/CH4分离的提升效果较弱，最高仅达11.4%。本研究表明，化学改性的g-C3N4有望作为添加剂用于改良Matrimid?及其他膜材料的表面性能。
关键词： 氮化碳，O2/N2，Matrimid? 5218，CO2/CH4，气体分离，混合基质膜
更新于2025-09-23 15:23:52
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Nb掺杂TiO2/g-C3N4直接Z型体系具有优异的光催化活性，能高效转化CO2为高价值燃料
摘要： 本研究首先旨在以铌为掺杂剂掺入二氧化钛晶格，以缩小带隙能或增强Nb-TiO2的光催化活性。随后将制备的Nb-TiO2与g-C3N4复合构建直接Z型体系的Nb-TiO2/g-C3N4，在可见光下实现CO2向高价值燃料的高效还原。结果表明：Nb-TiO2的带隙能（2.91 eV）低于纯TiO2（3.2 eV）。在成功构建的直接Z型体系中，Nb-TiO2导带的光生电子与g-C3N4价带的光生空穴复合，同时保留了g-C3N4导带电子和Nb-TiO2价带空穴，从而产生大量可用于CO2还原为多种燃料的有效电子-空穴对。此外，存在于g-C3N4导带（电势约-1.2 V）的Nb-TiO2/g-C3N4光生电子具有足够还原电位，不仅能生成CH4和CO，还可产甲酸。在所制备材料中，50Nb-TiO2/50g-C3N4展现出最优的CO2还原性能。
关键词： 铌掺杂、二氧化碳还原、铌钛氧化物、氮化碳、直接Z型异质结
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过有效电子-空穴分离增强MoS2嵌入g-C3N4异质结的光催化性能
摘要： MoS2/g-C3N4异质结复合材料（标记为MoS2/g-C3N4-H）通过煅烧三聚氰胺包覆的MoS2纳米球成功制备，其中薄层g-C3N4纳米片紧密生长在MoS2纳米球表面形成MoS2镶嵌于g-C3N4的异质结构。结合理论计算与实验详细探讨了电荷转移机制，确定光生电荷分离与转移的内在原因是由MoS2与g-C3N4费米能级差异驱动的定向内建电场。通过模拟太阳光照射下降解罗丹明（RhB）和还原重铬酸盐（Cr6+）溶液，评估了样品增强的光催化性能与稳定性，这归因于光谱吸收范围的拓宽和电子-空穴分离速率的提高。基于上述结果，还清晰提出了涉及氧化还原反应的光催化机制。
关键词： 二硫化钼，内建电场，光催化剂，异质结，氮化碳
更新于2025-09-23 15:23:52
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受生物启发的碳掺杂石墨相氮化碳实现光催化产氢性能大幅提升
摘要： 本研究中，将多功能生物质木棉纤维（KF）与三聚氰胺混合，通过一步热解法制备了碳改性的石墨相氮化碳（CCN）。KF分解后形成的生物炭带状边缘作为CCN外延生长的基底。研究考察了其光催化水分解制氢（H2）活性，首次运用博弈论中的纳什均衡分析催化剂间的产氢速率。KF分解碳掺杂后在薄层CN表面形成的生物炭带状边缘，提升了表面析氢反应的电荷分离与转移效率。该CCN展现出优异的可见光驱动光催化活性，其产氢速率（18.89 μmol/h）较原始CN（0.28 μmol/h）提高67.5倍。在单色光λ=420、λ=470和λ=550 nm波长下，表观量子产率分别计算为4.1%、1.4%和0.66%。
关键词： 木棉纤维、碳掺杂、氮化碳、光催化
更新于2025-09-23 15:22:29
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可见光驱动下非均相氮化碳光催化剂对查尔酮的还原（环）二聚反应
摘要： 查尔酮单电子还原为相应自由基阴离子是活化这些分子以实现后续转化的有效技术。本文报道了一种无金属光催化还原查尔酮的方法：以三乙醇胺作为便捷电子供体，采用非均相氮化碳可见光催化剂。该反应通过非均相有机半导体的长寿命自由基物种进行。我们研究了反应的适用范围及查尔酮自由基偶联的区域选择性：(1) 十种查尔酮选择性生成多取代环戊醇，分离收率31-73%；(2) 两种含给电子基团（4-甲氧基苯基和2-噻吩基）的查尔酮分别以42%和53%收率选择性得到β-二烯酮；(3) 五氟苯基查尔酮专属生成自由基偶联后经三乙醇胺氢转移产物——己烷-1,6-二酮，收率65%。两种不同查尔酮混合物的还原交叉环二聚反应具有区域选择性，从四种可能产物中形成单一产物。通过循环伏安法和线性扫描伏安法研究表明，该反应通过质子耦合电子转移机理进行。
关键词： 环戊醇、有机光氧化还原催化、查尔酮、氮化碳、质子耦合电子转移
更新于2025-09-23 15:22:29
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洞察Z型异质结构WO3/g-C3N4对增强甲基橙光催化降解的作用
摘要： 通过简单的直接沉淀法制备了三氧化钨（WO3）纳米片及其杂化纳米复合材料WO3/g-C3N4。所制备的WO3/g-C3N4对甲基橙（MO）降解表现出增强的光催化活性。通过捕获实验和氮蓝四唑（NBT）探针法明确识别并定量测定了在光催化氧化过程中起关键作用的?O2?自由基，据此提出了Z型光催化机理。
关键词： 光催化、三氧化钨/氮化碳、纳米复合材料、半导体
更新于2025-09-23 15:21:21