热剥离处理对氮化碳2D纳米片结构和光催化性能的影响

摘要

石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因制备成本低、无毒无害、物化性能稳定等优点而备受关注,然而,不同前驱体制得的g-C_(3)N_(4)的产率和光催化活性也不同。分别以尿素、二氰胺、三聚氰胺为前驱体,采用热剥离法制备了氮化碳2D纳米片。系统考察了不同前驱体及热剥离温度对氮化碳结构和光催化性能的影响。结果表明,以尿素为前驱体不经热剥离可以直接制得光催化性能优异的g-C_(3)N_(4)2D纳米片,其对亚甲基蓝的降解率最高,为60%,但其产率极低,约2%~3%。以二氰胺和三聚氰胺为前驱体制得的氮化碳再经热剥离处理可得到结构疏松、光催化性能优异的2D g-C_(3)N_(4)纳米薄片,其产率可分别高达32.5%和36.8%。其中,以双氰胺为前驱体在580℃处理4 h后制得的2D纳米薄片g-C_(3)N_(4)光催化活性最优,其对亚甲基蓝的降解效率可达91.1%,较未剥离样品提高了40%。经4次循环使用后,其降解率仍可保持在90%,表现出良好的稳定性和重复实用性。