g-C_(3)N_(4)催化石墨化碳质材料的制备及光催化性能研究

摘要

通常采用以氢氧化物作为造孔剂,过渡金属硝酸盐或氯化物作为石墨化催化剂的传统两步法策略制备多孔石墨化碳材料。然而制备过程中多涉及有毒和腐蚀性试剂,且多步骤的过程耗时较长。本文以双氰胺为原料通过热缩聚反应得到g-C_(3)N_(4),采用高铁酸钾为催化剂一步法实现g-C_(3)N_(4)的同步碳化-石墨化,并研究其光催化性能。与传统的两步法相比,该方法耗时少、效率高、无污染。与初始的g-C_(3)N_(4)材料相比,石墨化g-C_(3)N_(4)衍生碳质材料不仅显著改善了可见光的吸收,而且大大增强了光催化活性。研究了不同石墨化温度对g-C_(3)N_(4)衍生碳质材料在可见光下降解甲基橙溶液的影响。700℃下制备的衍生碳质材料的降解率为12.4 mg/g。光电化学测试结果表明,多孔g-C_(3)N_(4)衍生碳质材料的光生载流子密度、电荷分离和光电流(提高了5.4倍)均得到显著提高。因此,该简便、灵活方法为提高g-C_(3)N_(4)衍生碳质材料的吸附和光催化性能提供了一种有前景的、高效的途径。