近年來,光催化劑因為其具有極高選擇性和活性,且具有良好的穩(wěn)定性而被越來越多的研究者關注和研究,進而成為了材料領域中的一個新興的熱門領域和熱門研究方向。其中石墨相氮化碳（graphitic carbon nitride,g-C₃N₄）作為繼二氧化鈦之后發(fā)現(xiàn)的另一具有光催化活性的光催化劑因其具有合成方便、穩(wěn)定性高、電子能帶結(jié)構(gòu)優(yōu)異、合成元素含量豐富等優(yōu)良性能被很多的研究者關注并進行研究。經(jīng)過一系列的研究發(fā)現(xiàn)石墨相氮化碳可以作為一種優(yōu)秀的基體來負載金屬原子從而改變其物化性質(zhì)。在本研究通過對氮化碳前驅(qū)體改性以及離子預負載方法使Fe、Co和Mn原子負載在g-C₃N₄上分別制備得到Fe-SA-g-C₃N₄、Co-C₃N₄和Fe/Mn-C₃N₄三種g-C₃N₄負載的單原子催化劑。并用X射線光電子能譜（XPS）,透射電子顯微鏡（TEM）,電子... 

【文章來源】：浙江師范大學浙江省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

018年全國流域總體水質(zhì)狀況[1]

Fe-SA-g-C3N4在可見光下活化過氧化氫降解啶蟲脒的研究262.3結(jié)果與討論2.3.1Fe-SA-g-C3N4材料的表征通過掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）圖像分析所得Fe-SA-g-C3N4的形貌。如圖2.1a所示，F(xiàn)e-SA-g-C3N4樣品具有非常均勻的多孔形態(tài)與純g-C3N4相似，表明單個Fe原子不會影響g-C3N4的宏觀結(jié)構(gòu)。圖2.1b中的TEM圖像顯示，F(xiàn)e-SA-g-C3N4材料由Fe簇狀物種和g-C3N4超薄納米片組成，并且Fe物種均勻地分散在g-C3N4納米片上。為了證明Fe物種是高負載的單個Fe原子而不是Fe團簇，還進行了選擇區(qū)域電子衍射（SAED）（圖2.1c），該圖顯示了環(huán)狀圖案沒有看到明顯的衍射花樣，這表明Fe處于無定形或者單原子形式存在。Fe-SA-g-C3N4樣品從圖2.1d和2.1e的TEM和高分辨率TEM（HRTEM）圖像中，未檢測到明顯的晶格條紋，進一步證實了其差的結(jié)晶度。圖2.1f中的能量色散X射線（EDX）光譜元素圖顯示了Fe，N和C的分布，表明Fe原子在整個g-C3N4結(jié)構(gòu)上是均勻的。圖2.1（a）Fe-SA-g-C3N4樣品的SEM圖像，（b）Fe-SA-g-C3N4樣品的TEM圖像，（c）Fe-SA-g-C3N4的SAED圖案，（d）和（e）HRTEM圖像Fe-SA-g-C3N4，（f）Fe，N和C元素的EDX光譜元素映射圖像

Fe-SA-g-C3N4在可見光下活化過氧化氫降解啶蟲脒的研究27使用X射線衍射（XRD）驗證了Fe-SA-g-C3N4和g-C3N4的相信息。圖2.2a中的XRD圖譜表明，F(xiàn)e-SA-g-C3N4和g-C3N4催化劑具有相似的衍射峰，其中27.6°處的主衍射峰歸屬于由g-C3N4形成的（002）層間堆疊。與Fe-SA-g-C3N4相比，F(xiàn)e-SA-g-C3N4的衍射峰略有偏移，因為Fe原子已插入g-C3N4的基本架構(gòu)。而且，未觀察到Fe簇或顆粒的任何峰，表明Fe-SA-g-C3N4中存在原子分散的Fe原子，這與SAED的結(jié)果一致。進行FT-IR光譜以進一步研究Fe-SA-g-C3N4催化劑的結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖2.2b所示。顯然可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e-SA-g-C3N4和g-C3N4催化劑均顯示出相似的FT-IR振動模式,在809.5cm-1處有一個明顯的峰是雜環(huán)C–N的平面外彎曲模式的貢獻；芳香族C-N雜環(huán)的特征呼吸和拉伸振動模式產(chǎn)生1200-1600cm-1處的峰，表明三嗪單元的出現(xiàn)；2800-3000cm-1處的寬帶和弱帶是N-H或O-H振動的典型信號，其歸因于未成鍵的氨基和表面吸附的H2O分子[94]；將單個Fe原子引入g-C3N4后，在2170cm-1處檢測到顯著差異，這是由于Fe-N的拉伸振動，進一步解釋了Fe團簇在C3N4上的穩(wěn)定生長[95]。進行了XPS調(diào)查掃描分析和Fe，N和C的高分辨率XPS光譜，以探索制得的Fe-SA-g-C3N4催化劑的表面元素信息。圖2.2c中的調(diào)查掃描光譜表明，F(xiàn)e-SA-g-C3N4催化劑含有Fe，N，C和O元素。氧的峰可能源于Fe-SA-g-C3N4表面吸圖2.2（a）Fe-SA-g-C3N4和g-C3N4催化劑的XRD圖，（b）Fe-SA-g-C3N4和g-C3N4催化劑的FT-IR光譜；（c）Fe-SA-g-C3N4催化劑的XPS掃描光譜，（d）Fe-SA-g-C3N4催化劑的高分辨率Fe2p光譜，（e）Fe-SA-g-C3N4催化劑的高分辨率N1s光譜和（f）Fe-SA-g-C3N4催化劑的高分辨率C1s?


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