熱處理氧化石墨相氮化碳（g-C₃N₄）材料產(chǎn)生氮缺陷、提升其光催化制氫性能的研究備受關注,但其N空位濃度高且不可控、一定程度破壞g-C₃N₄晶體結構,降低g-C₃N₄的結晶度,導致光生電子-空穴對復合率高,致使其光催化制氫效率較低�；谏鲜鰡栴},本研究以二氰二胺為前驅(qū)體制備了g-C₃N₄,與不同含量的尿素混合,在空氣中加熱快速熱處理,通過X-射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）等測試手段,對其物相組成、微觀形貌、光學吸收等進行了表征,在可見光條件下對樣品進行了光催化制氫性能測試,研究了尿素的加入對熱處理后g-C₃N₄材料的N空位濃度、結晶度及光催化制氫性能的影響。研究表明,尿素的加入降低了N空位的濃度,且提升了其結晶度。在優(yōu)化的尿素添加量下,g-C₃N₄的可見光光催化制氫速率為6.5μmol·h-1,是沒有添加尿素處... 

【文章來源】：物理化學學報. 2020,36(07)北大核心SCICSCD

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【部分圖文】：

bulk-C3N4和bulkx-650-10的X射線光電子能譜

Bulk-C3N4和bulkx-650-10的(a)FT-IR光譜,(b)UV-Vis吸收光譜，插圖為tauc公式推導帶隙圖

圖1給出了bulk-C3N4在650°C熱處理10 min后樣品的XRD圖譜。所有樣品的XRD峰均相同，表明快速加熱處理過程沒有破壞g-C3N4材料的晶體結構。衍射峰2θ=13°左右的峰對應g-C3N4的(100)晶面，該衍射峰反應了g-C3N4材料層內(nèi)七嗪環(huán)結構的周期性排列；2θ=27°左右的衍射峰對應gC3N4材料的(002)晶面，反應了g-C3N4層間周期性堆垛。值得注意的是，熱處理bulk-C3N4降低了衍射峰的強度，顯示結晶度的降低；尿素的加入，使bulk-C 3N4熱處理后的衍射峰強度提升，且隨尿素加入量的逐漸增加，衍射峰強度逐漸增強(圖1)。XRD分析結果表明，尿素的加入，不僅沒有改變gC3N4材料的晶體結構，而且顯著提升了其結晶度。結晶度的提升，可能是由于尿素分解產(chǎn)生NH3，抑制了g-C3N4中N空位的生成，從而保持了g-C3N4材料鍵聯(lián)。結晶度的提升，降低了g-C3N4材料中的缺陷濃度，有利于光生載流子的輸運，從而有利于提升g-C3N4材料的光催化性能。3.1.2 SEM和TEM觀察

【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨相氮化碳的化學合成及應用[J]. 張金水,王博,王心晨.  物理化學學報. 2013(09)



本文編號：3460808