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一步法合成磷掺杂石墨相氮化碳及其光催化性能

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  • Key Words:磷;氮化碳;可见光;光催化

  • Abstract:以尿素(CO(NH_2)_2)和磷酸氢二铵((NH_4)_2HPO_4)作为原料,通过热聚合法制备了磷(P)掺杂石墨相氮化碳(g-C_3N_4)材料(P-CN)。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见漫反射光谱和N2吸附-脱附对样品进行了表面形貌及结构表征,通过对罗丹明B(RhB)的降解实验,研究了样品的可见光催化性能,对其催化机理进行了分析。结果表明,合成过程中磷原子的掺杂会取代g-C_3N_4中的C原子,从而改变g-C_3N_4的表面形貌和电子结构。在可见光条件下,P-CN材料表现出优异的光催化性能,其对Rh B的降解速率明显优于纯氮化碳。其中3%P-CN样品催化活性最高,反应30 min时,RhB降解率达到96.8%。分析认为,P原子对g-C_3N_4中的C原子的取代使P-CN样品表面处于富电子状态,并导致P-CN样品导带位置升高,光电子还原性增强。这些电子与水中的溶解氧形成超氧自由基(·O_2~-),从而使得光催化性能显著提高。

  • Volume:v.32;No.207

  • Issue:02

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