編號：NMJS08499
篇名：水凝膠負載的納米銀/氮化碳光催化劑的制備及性能研究
作者：王曉俊 許文 劉潤路 潘輝 朱申敏
關(guān)鍵詞： 氮化碳 銀納米顆粒 海藻酸鈉 水凝膠 光催化
機構(gòu)： 上海交通大學金屬基復合材料國家重點實驗室 上海繪蘭材料科技有限公司 上海交通大學化學化工學院
摘要： 石墨相氮化碳(g-C3N4)具有獨特的二維平面結(jié)構(gòu)和半導體能帶結(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于光催化。但其又存在光生電子空穴對復合過快、可見光利用效率低、在水中分散性差等問題,阻礙了其實際應(yīng)用。本研究以海藻酸鈉制備的水凝膠為基體,通過與負載銀納米顆粒(AgNPs)的g-C3N4復合,提升光生電子–空穴的分離效率,同時解決催化劑在水中的分散性問題,改善其光催化性能。首先,采用熱聚合法合成g-C3N4,結(jié)合超聲的高能量使其剝離成納米片;然后采用溶液法在g-C3N4表面原位生成銀納米顆粒,制備得到負載銀納米顆粒的g-C3N4(Ag@C3N4);最后以海藻酸鈉(SA)為前驅(qū)體通過鈣離子交聯(lián)的方法得到負載有Ag@C3N4的水凝膠(SA/Ag@C3N4)。通過不同手段表征SA/Ag@C3N4的形貌、微觀結(jié)構(gòu)和相組成;以甲基橙為模型物,SA/Ag@C3N4的光催化降解速率是Ag@C3N4的2.5倍。通過光致發(fā)光譜、時間分辨光致發(fā)光譜、電子順磁共振波譜等表征手段對材料的催化機理進行探究。結(jié)果顯示,體系中銀納米顆粒表面等離子體共振效應(yīng)與海藻酸鈉水凝膠的多孔結(jié)構(gòu)及傳質(zhì)通道發(fā)揮協(xié)同效應(yīng),促進了光催化性能的提升。
