纳米碳颗粒/氮化碳复合材料的制备及光催化性能

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.04.007

辽宁石油化工大学学报 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (4): 41-45.DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2021.04.007

纳米碳颗粒/氮化碳复合材料的制备及光催化性能

石怀川(), 石磊()

辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001

收稿日期:2020-09-10 修回日期:2020-10-13 出版日期:2021-08-25 发布日期:2021-09-16
通讯作者: 石磊
作者简介:石怀川（1999⁃），男，本科生，复合材料与工程专业，从事光催化剂的制备及性能方面的研究；E⁃mail：167065367@qq.com。
基金资助:
辽宁省教育厅基本科研项目(L2020038);辽宁省大学生创新创业计划项目(201910148040)

Preparation and Photocatalytic Properties of Nanocarbon Particles/Carbon Nitride

Huaichuan Shi(), Lei Shi()

School of Petrochemical Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China

Received:2020-09-10 Revised:2020-10-13 Published:2021-08-25 Online:2021-09-16
Contact: Lei Shi

摘要/Abstract

摘要：

通过一步热聚合法制备纳米碳颗粒/氮化碳复合材料，利用XRD、FTIR、TEM、DRS、PL等手段对纳米碳颗粒/氮化碳进行了系统表征，并考察其光催化降解罗丹明B的光催化性能。结果表明，纳米碳颗粒的负载可以显著改善复合材料的可见光吸收能力及光生电子/空穴的分离效率，当加入纳米碳颗粒的质量为10 mg时，所得到的纳米碳颗粒/氮化碳2在20 min内对罗丹明B的降解率可以达到96.5%，明显优于纯氮化碳材料。此外，纳米碳颗粒/氮化碳复合材料还表现出良好的稳定性。

关键词: 氮化碳, 纳米碳颗粒, 光催化, 污染物降解, 可见光

Abstract:

Nanocarbon particles/carbon nitride composite was prepared through one step heat polymerization method. XRD, FTIR, TEM, UV?vis DRS, PL and other methods were used to systematically characterize nanocarbon particles/carbon nitride. Rhodamine B solution was degraded to measure its photocatalytic performance. The results show that the loading of nanocarbon particles can obviously improve visible light absorbed ability of the composite material and the separation efficiency of photogenerated electrons/holes. When the added mass of nanocarbon particles is 10 mg, the rhodamine B degradation rate of as?prepared nanocarbon particles/carbon nitride 2 is 96.5% in the 20 min, which is obviously better than bare carbon nitride. In addition, nanocarbon particles/carbon nitride composites show good stability.

Key words: Carbon nitride, Nanocarbon particles, Photocatalysis, Pollutants degradation, Visible light

中图分类号:

O643.3

石怀川, 石磊. 纳米碳颗粒/氮化碳复合材料的制备及光催化性能[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2021, 41(4): 41-45.

Huaichuan Shi, Lei Shi. Preparation and Photocatalytic Properties of Nanocarbon Particles/Carbon Nitride[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2021, 41(4): 41-45.

图/表 9

图1 催化剂的XRD图谱

图2 催化剂的FTIR图谱

图3 催化剂的TEM照片

图4 催化剂的DRS图谱

图5 催化剂的PL图谱

图6 催化剂对罗丹明B的降解曲线

图7 催化剂的一级反应动力学曲线和相应的速率常数

图8 纳米碳颗粒/氮化碳2降解罗丹明B的稳定性曲线

图9 不同捕获剂对纳米碳颗粒/氮化碳2降解罗丹明B活性的影响

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