固相反应合成ZnO/g-C3N4光催化剂及光催化性能

doi:10.11962/1006-4990.2019-0579

无机盐工业 ›› 2020, Vol. 52 ›› Issue (10): 157-160.doi: 10.11962/1006-4990.2019-0579

固相反应合成ZnO/g-C₃N₄光催化剂及光催化性能

冯燕翔(),张旺玺(),梁宝岩

中原工学院材料与化工学院,河南郑州 450007

收稿日期:2020-04-18 出版日期:2020-10-10 发布日期:2020-11-24
通讯作者: 张旺玺
作者简介:冯燕翔（1991— ）,女,硕士研究生,从事光催化材料的制备及表征研究;E-mail： 357827404@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51864028);河南省教育厅重点项目(17A430034);河南省教育厅重点项目(18A430035);河南省创新型科技优秀团队(CXTD2013048)

Study on synthesis of ZnO/g-C₃N₄ photocatalysts using solid phase reaction method and their photocatalytic property

Feng Yanxiang(),Zhang Wangxi(),Liang Baoyan

Materials and Chemical Engineering School,Zhongyuan University of Technology,Zhengzhou 450007,China

Received:2020-04-18 Online:2020-10-10 Published:2020-11-24
Contact: Zhang Wangxi

摘要/Abstract

摘要：

以乙酸锌、氢氧化钠和g-C₃N₄粉末为原料,并添加十二烷基苯磺酸钠粉末作为表面活性剂,采用室温固相研磨法制备了ZnO/g-C₃N₄光催化剂。并研究了复合材料的光催化性能。研究结果表明,经固相研磨后,会形成ZnO/g-C₃N₄复合材料,g-C₃N₄充分细化成薄片状。添加十二烷基苯磺酸钠粉末促进了g-C₃N₄发生相变。当g-C₃N₄含量较低时,产物的形貌呈现为纳米花,实际上是因为大量的氧化锌纳米片负载到g-C₃N₄片上。当g-C₃N₄含量较高时,产物为二维纳米片,由氧化锌纳米颗粒负载到g-C₃N₄片上。合成的ZnO/g-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝表现出良好的可见光催化活性。

关键词: ZnO, g-C₃N₄, 光催化, 固相研磨

Abstract:

ZnO/g-C₃N₄ photocatalysts were prepared by solid-state grinding method at room temperature using Zn（CH₃COO）₂,NaOH and g-C₃N₄ powders as raw materials.Sodium dodecylbenzenesulfonate powder was added as a surfactant.The photocatalytic properties of the composites were studied.Results showed that ZnO/g-C₃N₄ composites formed after solid-state grinding and that g-C₃N₄ was refined into thin sheets.The addition of sodium dodecylbenzenesulfonate powder promoted the phase transformation of g-C₃N₄.When the content of g-C₃N₄ was low,the product assumed a nanoflower morphology,which was composed of a large number of ZnO nanosheets loaded on g-C₃N₄ flakes.When the content of g-C₃N₄ was higher,the produc presented many 2D g-C₃N₄ nanosheets loaded by ZnO nanocrystals.The synthesized ZnO/g-C₃N₄ composites exhibited good visible-light photocatalytic activity to methylene blue.

Key words: ZnO, g-C₃N₄, photocatalysis, solid-phase grinding

中图分类号:

TQ426.6

冯燕翔,张旺玺,梁宝岩. 固相反应合成ZnO/g-C₃N₄光催化剂及光催化性能[J]. 无机盐工业, 2020, 52(10): 157-160.

Feng Yanxiang,Zhang Wangxi,Liang Baoyan. Study on synthesis of ZnO/g-C₃N₄ photocatalysts using solid phase reaction method and their photocatalytic property[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2020, 52(10): 157-160.

图/表 8

表1

图1

图2

图3

图4

图5

图6

表2

参考文献 10

[1]	Hoffmann M R, Martin S T, Choi W, et al. Environmental applications of semiconductor photocatalysis[J]. Chemical Reviews, 1995,95(1):69-96.
[2]	Osman H, Su Z, Ma X, et al. Synjournal of ZnO/C nanocomposites with enhanced visible light photocatalytic activity[J]. Ceramics International, 2016,8(42):10237-10241.
[3]	Zhu L Y, Liu Z R, Xia P F, et al. Synjournal of hierarchical ZnO & graphene composites with enhanced photocatalytic activity[J]. Ceram.Int., 2018,1(44):849-856.
[4]	Wang X, Blechert S, Antonietti M. Polymeric graphitic carbon nitride for heterogeneous photocatalysis[J]. ACS Catalysis, 2012,2(8):1596-1606.
[5]	Adhikari S P, Pant H R, Kim H J, et al. Deposition of ZnO flowers on the surface of g-C₃N₄ sheets via hydrothermal process[J]. Ceram.Int., 2015,10(41):12923-12929.
[6]	Chen D M, Wang K W, Ren T Z, et al. Synjournal and characterization of the ZnO/mpg C₃N₄ heterojunction photocatalyst with enhanced visible light photoactivity[J]. Dalton Transactions, 2014,43(34):13105-13114. doi: 10.1039/c4dt01347f pmid: 25043592
[7]	Cao J, Gong Y, Wang Y, et al. Cocoon-like ZnO decorated graphitic carbon nitride nanocomposite:Hydrothermal synjournal and ethanol gas sensing application[J]. Materials Letters, 2017,13(198):76-80. doi: 10.1016/j.matlet.2010.06.032 pmid: 20711411
[8]	Kumar S, Baruah A, Tonda S, et al. Cost-effective and eco-friendly synjournal of novel and stable N-doped ZnO/g-C₃N₄ core-shell nanoplates with excellent visible-light responsive photocatalysis[J]. Nanoscale, 2014,6(9):4830-4842. doi: 10.1039/c3nr05271k pmid: 24664127
[9]	Pawar R C, Son Y, Kim J, et al. Integration of ZnO with g-C₃N₄ structures in core-shell approach via sintering process for rapid detoxification of water under visible irradiation[J]. Curr.Appl.Phys., 2016, 1(16):101-108.
[10]	Liu W, Wang M, Xu C, et al. Significantly enhanced visible-light photocatalytic activity of g-C₃N₄ via ZnO modification and the mechanism study[J]. Journal of Molecular Catalysis A:Chemical, 2013,9(15):368-369.

样品名称	m [Zn（CH₃COO）₂]	m （NaOH）	m（十二烷基苯磺酸钠）	m （g-C₃N₄）
ZnO/g-C₃N₄	3.67	8	0.00	0.086
L-ZnO/g-C₃N₄	3.67	8	3.06	0.086
H-ZnO/g-C₃N₄	3.67	8	3.06	1.087

催化剂	光源	功率/ W	光照距离/ cm	光照强度/（mW·cm^-2）	催化剂质量浓度/（g·L^-1）	污染物质量浓度/（mg·L^-1）	时间/ min	降解率/ %
ZnO/g-C₃N₄	氙灯	500	10	158	1.30	MB （10）	100	99.0
ZnO/C^[2]	氙灯	200	20	—	0.50	MB （20）	30	99.3
ZnO/GO^[3]	氙灯	300	10	—	1.00	RhB （10）	35	98.5
ZnO/g-C₃N₄^[5]	水银蒸汽灯	300	5	—	0.67	MB （1）	90	100.0
ZnO/mpg-C₃N₄^[6]	氙灯	500	—	—	0.50	MB（12.8）	150	82.5
N掺杂ZnO/g-C₃N₄^[8]	氙灯	300	—	115	0.25	RhB （5）	60	99.9
ZnO/g-C₃N₄^[9]	—	—	—	50	0.20	RhB（4）	100	85.0
ZnO/g-C₃N₄^[10]	氙灯	500	11	—	2.00	RhB （10）	150	97.6

[1]	冯飞,李书文,汪铁林,王为国,王存文. 片状铋/钒酸铋复合催化剂的制备及其光催化性能[J]. 无机盐工业, 2021, 53(1): 107-112.
[2]	陈立甲,陈海彬,李荣泳. 机械涂覆技术在光催化材料制备中的应用进展[J]. 无机盐工业, 2020, 52(8): 1-5.
[3]	黄秋梅,吕晓威,谭嘉麟,李利军,程昊,冯军,黄文艺. Sm掺杂ZnO QDs的制备及其荧光性能研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(8): 30-35.
[4]	张树立,徐旭鹏,陈书锐,刘黔蜀,王本菊. 钒掺杂二氧化钛光催化活性研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(8): 93-97.
[5]	周健,汤洪波. 钨酸锌/磷酸银复合光催化剂的制备及光催化性能[J]. 无机盐工业, 2020, 52(6): 101-104.
[6]	白红亮,王俊生,王艳. Au-Pd/ZrO₂可见光下催化苯甲醇氧化反应条件探索[J]. 无机盐工业, 2020, 52(4): 100-103.
[7]	陈庆春,邦宇,万文杰,晏乐安,邓慧宇. 碳酸镉转化制备氢氧化镉及产物光催化降解性[J]. 无机盐工业, 2020, 52(4): 96-99.
[8]	安伟佳,谢婉丽. 碳酸银光催化性能研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(3): 107-111.
[9]	朱佳新,熊裕华,郭锐. 二氧化钛光催化剂改性研究进展[J]. 无机盐工业, 2020, 52(3): 23-27.
[10]	刘莹. 铁酸镁光催化剂合成与多种染料降解活性对比研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(11): 103-107.
[11]	胡敏,郭嘉,吴华东,张林锋. N-Zn/TiO₂光催化氧化脱硫废液中亚硫酸钠的研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(10): 151-156.
[12]	殷楠,刘婵璐,张进. MoO₃/g-C₃N₄复合材料的制备及光催化性能[J]. 无机盐工业, 2020, 52(10): 161-165.
[13]	肖彦. 无机催化材料研究与应用进展[J]. 无机盐工业, 2020, 52(10): 44-54.
[14]	肖姗姗,毕菲,赵丽,王立艳,盖广清. 氧化亚铜基复合光催化剂的研究进展[J]. 无机盐工业, 2020, 52(1): 22-25.
[15]	况怡,李军,金央,陈明,左龙涛. 液相合成纳米氧化锌及其光催化性能探讨[J]. 无机盐工业, 2019, 51(9): 40-44.

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