氮化碳量子点

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氮化碳量子点相关的耗材

  • 蓝色荧光石墨烯量子点
    参数:制备方法:自下而上法石墨烯量子点的元素组成(wt%):4(wt%):46(wt%):50量子点大小:15纳米厚度:0.5 nm纯度:80%标准浓度:1毫克/毫升Parameter:Preparation Method:Bottom-up methodElemental compositions of graphene quantum dotsH (wt %) :4C (wt %) :46O (wt %):50Quantum Dots Size:15 nmThickness:0.5-2 nmPurity:~80%Standard Concentration:1 mg/ml
  • 水溶性量子点
    水溶性量子点及生物标记服务可实现高效、快速、多色标记,广泛应用于分子印迹、免疫荧光、细胞示踪、药物作用等长时间示踪。水溶性量子点材料:ZnSe/ZnS, InP/ZnS, CdS/ZnS, CdSe/ZnS, 808nm/980nm激发上转换发光纳米粒子,近红外PbS,Ag2S量子点表面配体:(1) 小分子类:3-巯基丙酸(MPA)\L-半胱氨酸(Cys)、N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)、谷胱甘肽(GSH)、二氢硫辛酸(DHLA)、巯基乙胺(CA)等;(2) PEG类:可进行羧基或氨基修饰,无非特异性吸附,PH适用范围广;(3) 两亲性高分子应用:生物分子、细胞、组织、药物作用等多色标记成像标记抗体试剂盒组成:量子点溶液、活化试剂、反应液、封闭试剂特点:快速标记、荧光强度高、稳定、无非特异性吸附、抗体利用率高应用:标记产物可用于分子示踪、蛋白印迹、免疫组化等生物分子 标记服务小分子标记:环糊精、生物素、磷脂等大分子标记:蛋白质,多肽、核算等纯化:体积排斥色谱、超滤等表征:琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰凝胶电泳、红外、核磁等由于此款产品为定制款,标价为参考价,具体价格请联系在线客服 部分水溶性量子点结构示意图(左图)功能基因修饰的水溶性量子点(右图)量子点抗体标记物 (左图)ZnSeZnS QDs细胞成像(右图)近红外PbS QDs活体成像
  • 合金CdS/ZnS量子点(CdS/ZnS QDs)
    光学性能对粒子尺寸的依赖性是量子点独特的和最具吸引力的功能。例如,通过控制粒子的大小,CdSe量子点的发射光波长在整个可见光范围内连续可调。然而,二元素量子点,如CdSe量子点,有两个缺点。第一,其表面缺陷形成表面陷阱态,使发光效率和稳定性降低。通过在量子点表面包附ZnS,形成Core-shell结构可以降低面缺陷,但CdSe和ZnS晶格失配,在很大程度上影响其发光效率和光学稳定性。第二,量子点的消光系数同粒子的体积成正比例关系。标记6nm(红光)CdSe量子点的物质发射光强度是2nm(绿光)量子点的三十倍,这会引起检测灵敏度的差异。不同于二元素量子点,梯度合金CdS/ZnS量子点, 在发光核和ZnS壳中加入三元合金过渡组分,因而带来了以下几个优点:1、通过调整合金元素组成控制其光学性能,制备体积一致但发光频率不同的量子点,从而降低由于应用不同颜色量子点引起的检测灵敏度上的差异;2、合金量子点晶格力度强,性能稳定;3、实现晶格的逐步过渡,有效降低量子点晶格缺陷造成的内部压力,从而使量子点具有较高的发光效率和稳定性。 发射峰:400-460 nm半峰宽:25 nm量子产率:75%表面基团:十八胺(或客户指定配体)溶剂:甲苯(或客户指定溶剂)我们可根据客户需求,提供不同表面基团、溶剂、浓度、400-460nm间任一发射波长的GA_CdS/ZnS 量子点。由于此款产品为定制款,标价为参考价,具体价格请联系在线客服发射峰 & 吸收峰TEM测试图

氮化碳量子点相关的仪器

  • ThermoScientific的410i型二氧化碳分析仪利用了改进的非色散红外光谐与光学过滤技术来测量烟气中的二氧化碳浓度。用户可自行根据直抽法或稀释法的工业标准来选择输出报告。这台分析仪采用改进的非色做红外光谱(NDIR)技术,结合固定带通干扰滤波器和量子检测器来分析气流中的二氧化碳浓度。除此之外,更大的工作环境温度范围使分析仪在更大的浓度范围内保持了良好的性能。410i型分析仪的可选型号有:标准浓度的410i-D型,高浓度的410i-E型。仪器内部存储的标准曲线使分析仪在浓度范围为10,000 ppm(标准型)或25% (高浓度型) 时都具有准确的线性。标准和高浓度型的410i分析仪结合了被验证过的检测性能、易用的菜单式软件和先进的故障诊断能力,为您提供卓越的适用性和可靠性。特点: 改进的非色散红外技术(NDIR) 用户可自行选择所需数据报告 可在更大的环境温度范围下工作 在更大的浓度范围内具有高性能 各个量程下保持良好线性 此外,i系列产品还具有以下特征: 可轻松上架 网络接口和连接选件 存储更多数据的闪存 易于编程的快捷键 超大用户界面 D型,主要技术指标:量程0-200,500,1000,2000,5000,10000 ppm零点噪声0.1 ppm RMS(300秒平均时间)最低检测限0.2 ppm零漂(7天)0.20 ppm跨漂(7天)1% 读数 E型,主要技术指标:量程0-0.5,1,2,5,10,20,25%零点噪声10 ppm RMS(60秒平均时间)最低检测限20 ppm零漂(24小时)40 ppm跨漂(7天)2% 读数
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  • 测量原理PAR 主要用于测量光合有效,采用光量子传感器。光在植物和作物生长中发挥着至关重要的作用。吸收的光(主要由叶绿素)驱动光合作用过程,二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。使用光的这个过程称为光合有效辐射(PAR)。实际响应效果取决于植物或农作物。一个标准化的PAR在可见光光谱响应范围在400 nm和700 nm,是由McCree(1972)定义的,在这个区域内的光子被等量的吸收。“蓝”光子相对较短的波长(高频率)比‘红色’长波长有更多的能量。光合有效的量通常表示为光合光量子通量密度(PPFD):摩尔/m2s。在园艺,比如温室为了优化作物生长的时机和质量,需要控制光的强度。在温室为了实现对自然阳光和人工照明的有效监测,采用PAR传感器是必需的。在林业,PAR是一个关键的研究参数,根据植物生理学和叶面积用来测量森林树冠以上,内部,下方的各个有效参数。在农业方面,PAR的测量有助于预测植物生长率和估算作物产量。PQS1的PAR光量子传感器提供室外室内准确、连续测量。坚固的外观使得它在恶劣的天气条件和农药的喷洒下得到很好的保护。PAR光量子传感器是专为连续户外、室内安装或现场便携式使用。给最终用户提供了出色的定向(余弦)反应,容易清洁。在固定法兰结合水泡水平计调整螺丝,很容易校准水平。传感器带5米电缆,也可选15米。配备有放大器,可提供0至2.5V的标准Adcon模拟输出信号。应用场合农作物生长光合潜力研究旅游环保生态温室控制科研院校实验/太阳能研究技术指标光谱范围:400~700nm±4nm 灵敏度: 10~50 μv/μ moL/m2.s电阻值:240 Ω(典型)信号输出范围(0-3000μ moL/m2.s):0~30mV/0-2.5V最大运行光照:10000μ moL/m2.s响应时间 1μS不稳定性(改变/年) 2%非线性(0-10000μmoL/m2.s):1%定向反应(最大到80°在1000 μ moL/m2.s 光照):30μ moL/m2.s 响应温度 -.12%/°C视野 180°气泡水平仪的精度:0.2°检测器类型:光电二极管工作温度:-30°C to +70°C存储温度:-30°C to +70°C温度范围:0-100%非结露保护等级:IP67订购信息:200.733.023:PQS光合有效传感器
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  • 测量原理PAR 主要用于测量光合有效,采用光量子传感器。光在植物和作物生长中发挥着至关重要的作用。吸收的光(主要由叶绿素)驱动光合作用过程,二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。使用光的这个过程称为光合有效辐射(PAR)。实际响应效果取决于植物或农作物。一个标准化的PAR在可见光光谱响应范围在400 nm和700 nm,是由McCree(1972)定义的,在这个区域内的光子被等量的吸收。“蓝”光子相对较短的波长(高频率)比‘红色’长波长有更多的能量。光合有效的量通常表示为光合光量子通量密度(PPFD):摩尔/m2s。在园艺,比如温室为了优化作物生长的时机和质量,需要控制光的强度。在温室为了实现对自然阳光和人工照明的有效监测,采用PAR传感器是必需的。在林业,PAR是一个关键的研究参数,根据植物生理学和叶面积用来测量森林树冠以上,内部,下方的各个有效参数。在农业方面,PAR的测量有助于预测植物生长率和估算作物产量。PQS1的PAR光量子传感器提供室外室内准确、连续测量。坚固的外观使得它在恶劣的天气条件和农药的喷洒下得到很好的保护。PAR光量子传感器是专为连续户外、室内安装或现场便携式使用。给最终用户提供了良好的定向(余弦)反应,容易清洁。在固定法兰结合水泡水平计调整螺丝,很容易校准水平。传感器带5米电缆,也可选15米。配备有放大器,可提供0至2.5V的标准Adcon模拟输出信号。 应用场合农作物生长光合潜力研究旅游环保生态温室控制科研院校实验/太阳能研究
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氮化碳量子点相关的试剂

氮化碳量子点相关的方案

氮化碳量子点相关的论坛

  • 氮化碳的红外光谱

    氮化碳的红外光谱

    [color=#444444]求问!我做氮化碳的红外分析和氮化碳和碳化物的复合物的分析中,在2200到2400之间出来一个峰,但我做过背景扣除了,会不会还是二氧化碳的峰?还是其他官能团的峰?求大神瞅瞅嗷嗷[/color][color=#444444][img=,331,900]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/08/201908221518103377_9564_1849104_3.jpg!w331x900.jpg[/img][/color]

  • 时间分辨荧光光谱测定不同氮化碳纳米结构的光催化性能研究

    时间分辨荧光光谱测定不同氮化碳纳米结构的光催化性能研究

    [align=center][b][font=黑体]时间分辨荧光光谱测定不同氮化碳纳米结构的光催化性能研究[/font][/b][/align][align=center][font=宋体]刘传德,束[/font][font=宋体]爽,魏[/font][font=宋体]巍[/font]*[/align][align=center][font=宋体]江苏大学[/font][font=宋体]分析测试中心[/font], [font=宋体]江苏[/font] [font=宋体]镇江[/font] 212013[/align][b][font=黑体]摘[/font][font=黑体]要[/font]: [/b][font=宋体]本文系统地研究了不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]纳米结构(块体[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和纳米线)光催化降解亚甲基蓝的活性及其在纳米尺度下的时间分辨荧光光谱。主要研究目的是阐明不同氮化碳纳米结构对光活性影响的因素。时间分辨荧光光谱表明,氮化碳纳米线形成了低的价导带和稳定的发光缺陷态,进而增长了其荧光寿命。研究进一步表明,氮化碳纳米线的界面发生的电子转移受氮化碳结构缺陷的影响。此外,光催化实验结果表明,与块体[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]相比所制备的纳米线具有更高的催化活性。[/font][b][font=黑体]关键词[/font]: [/b][font=宋体]氮化碳[/font][font=楷体_GB2312];[/font][font=宋体]纳米线;时间分辨荧光光谱;光催化活性[/font][align=center][b]Study on photocatalytic properties of different carbonnitride nanostructures determined by time-resolved fluorescence spectroscopy[/b][/align][align=center] LIU Chuan-de, SHU Shuang, WEI Wei *[/align][align=center]Analysis &Testing Center, Jiangsu University,Zhenjiang 212013, China[/align][b]Abstract:[/b]The time-resolved photoluminescence(PL) in the nanosecond time scale of different g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub]nanostructures (bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4 [/sub]and nanowires) has beensystematically investigated in relation to their photocatalytic degradation ofMethylene blue (MB). The main aim of the study is to elucidate the origin ofthe effects in photoactivity produced by different g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub]nanostructures. Time-resolved PL analysis indicates carbon nitride nanowiresintroduce new stabilized luminescent defective trap states below the conductionband revealed by long-living PL components. While analysis indicates that theelectron transfer occurring at the carbon nitride nanowires interface is affectedby the defective structure of carbon nitride. Furthermore, the photocatalyticexperimental results indicated that the as-prepared nanowires showed enhancedactivities compared with bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub].[b]Key words:[/b]carbon nitride nanowires time-resolvedphotoluminescence photocatalytic activity[font=宋体]石墨相氮化碳([/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体])是由[/font]N[font=宋体]桥连七嗪环([/font]C[sub]6[/sub]N[sub]7[/sub][font=宋体])结构单元构成的二维层状材料,它具有可见光响应、化学稳定性好、热稳定性高及成本低廉等突出优点[/font][sup][1, 2][/sup][font=宋体],在可见光催化水分解制氢[/font][sup][3][/sup][font=宋体]、二氧化碳还原[/font][sup][4][/sup][font=宋体]及环境治理[/font][sup][5][/sup][font=宋体]等领域得到了广泛应用,是近年备受研究人员关注的一种聚合物光催化材料。块体氮化碳([/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体])存在比表面积低、光生载流子易复合和光吸收有限等缺点[/font][sup][6][/sup][font=宋体],限制了石墨相氮化碳的实际应用前景。[/font][font=宋体]研究工作者通过调控[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的形貌来改善其催化活性[/font][sup][7][/sup][font=宋体],近年来,各种形态的纳米结构不断出现,已经报道的超薄纳米片、三维多孔等结构[/font][sup][3-5][/sup][font=宋体],此类结构都有这优异的特性,备受工作者青睐。[/font][font=宋体]时间分辨荧光光谱也叫瞬态荧光光谱,能够表征样品由基态受激发到激发态后,再由激发单重态回到基态辐射光子的过程,能够直接获得荧光衰减曲线,从而获得瞬态相关的物理机制,可以进一步研究光催化过程的光诱导电荷分离及其转移过程。[/font][font=宋体]我们利用高级稳态瞬态荧光测试系统,以可调谐皮秒激光器为激发光源,对制备的不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]纳米结构(块体[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和纳米线)进行荧光性能检测。考察不同形貌[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的瞬态寿命,辅以[/font]X[font=宋体]射线衍射仪、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和比表面分析仪器等相应的检测手段,研究不同结构[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的相应性能,从而总结时间分辨荧光光谱寿命对催化性能的影响。[/font][b]1[/b][font=宋体]实验[/font][b]1.1[/b][font=黑体]材料与仪器[/font][font=宋体]三聚氰胺、三聚氰酸、无水乙醇、乙腈、亚甲基蓝均为分析纯,购自国药集团化学试剂公司;实验用水采用二次蒸馏水。[/font]X[font=宋体]射线衍射分析仪[/font]([font=宋体]德国[/font]Bruker [font=宋体]公司,[/font]D8 Advance)[font=宋体],扫描电子显微镜[/font]([font=宋体]日本[/font]JEOL[font=宋体]公司,[/font]JSM-7001F)[font=宋体],透射电子显微镜[/font]([font=宋体]日本[/font]JEOL[font=宋体]公司,[/font]JEM-1200EX)[font=宋体],傅里叶红外光谱仪[/font]([font=宋体]美国赛默飞世尔科技有限公司,[/font]Nicolet 50)[font=宋体],紫外可见分光光度计[/font]([font=宋体]日本岛津公司,[/font]UV-2450)[font=宋体],全自动比表面和孔隙分析仪[/font]([font=宋体]美国康塔公司,[/font]NOVA4200E)[font=宋体]、高级稳态瞬态荧光测试系统[/font]([font=宋体]美国[/font]Photon Technology International[font=宋体]公司,[/font]QM4m)[font=宋体]。[/font][b]1.2[font=黑体]不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=黑体]纳米结构的制备[/font][/b][font=宋体]首先,称取等摩尔比的三聚氰胺和三聚氰酸,直接溶解于[/font]60 mL[font=宋体]的乙腈中,充分搅拌[/font]12h[font=宋体],待搅拌结束后,用乙腈清洗数遍后,在[/font]80[font=宋体]℃下干燥[/font]12h[font=宋体],获得白色粉末。将白色粉末分散于[/font]80 mL[font=宋体]的乙腈中,放入[/font]100mL[font=宋体]的内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中,密封在[/font]180[font=宋体]℃下反应[/font]24h[font=宋体],反应结束后,离心洗涤多次,在[/font]80[font=宋体]℃下干燥[/font]12h[font=宋体]获得前驱体。将前驱体放入坩埚中于管式炉中在氮气保护[/font]500[font=宋体]℃下煅烧[/font]2h[font=宋体],待管式炉自然冷却至室温,取样品袋备用,标记为[/font]CNWs[font=宋体]。作为参比,根据之前的报道直接热解三聚氰胺获得样品,标记为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][sup][3, 6][/sup][font=宋体]。[/font][b]1.3[font=黑体]光催化活性测试[/font][/b][font=宋体]取[/font]0.1g[font=宋体]催化剂加入到[/font]100mL 10 mg/L[font=宋体]亚甲基蓝溶液,暗反应[/font]30min[font=宋体]以保证吸附[/font]-[font=宋体]脱附达到平衡,然后打开光源([/font]350 W[font=宋体]氙灯)照射在每隔[/font]30min[font=宋体]取出约[/font]3mL[font=宋体]液体,离心分离,利用采用紫外可见分光光度计测定溶液的吸光度。亚甲基蓝溶液的脱色率用以下公式计算:[/font][font=宋体]降解率[img=,433,65]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091630259980_5308_5248244_3.png!w433x65.jpg[/img][/font][font=宋体]式中:[/font][i]C[sub]0[/sub][/i]—[font=宋体]原溶液中亚甲基蓝的初始质量浓度;[/font][i]C[sub]e[/sub][/i]—[font=宋体]亚甲基蓝溶液降解后的质量浓度;[/font][i]A[sub]0[/sub][/i]—[font=宋体]原溶液中亚甲基蓝的初始吸光度;[/font][i]A[sub]e[/sub][/i]—[font=宋体]亚甲基蓝溶液降解后的吸光度。[/font][b] 2 [/b][font=宋体]结果与分析[/font][b]2.1[font=黑体]不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=黑体]纳米结构的表征[/font][/b][align=center][img=,690,265]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091629425631_5031_5248244_3.png!w690x265.jpg[/img][/align][align=center][font=宋体]图[/font]1 [font=宋体]所制备的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的[/font]XRD[font=宋体]谱图[/font](a)[font=宋体]和红外光谱图[/font](b)[/align][align=center] Fig. 1 XRD patterns (a) and FT-IR spectra (b)for the as-prepared samples: bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub] and CNWs.[/align][b]2.1.1[/b][font=楷体_GB2312]样品的晶相分析[/font][font=宋体]图[/font]1(a)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的[/font]XRD[font=宋体]谱图。在[/font]12.8[font=宋体]°和[/font] 27.3[font=宋体]°处出现石墨相氮化碳的特征衍射峰,与标准[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的晶面相相吻合[/font][font=宋体],分别对应于[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的[/font](100)[font=宋体]和[/font](002)[font=宋体]晶面,[/font][font=宋体]且未观测到其它特征峰,表明采用超分子自组装法能够制备[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][sup] [6][/sup][font=宋体]。[/font]12.8[font=宋体]°处的衍射峰归属于[/font]melon[font=宋体]类物质的特征峰,由体系内缩聚的三嗪单元的有序排列引起;[/font]27.3[font=宋体]°处的衍射峰归属于典型层间堆积的共轭芳香体系,表明[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]具有类石墨的层状结构[/font][sup][4][/sup][font=宋体]。[/font][align=center][font=宋体][img=,690,297]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091630100029_8764_5248244_3.png!w690x297.jpg[/img]图[/font]2[font=宋体]所制备的[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]样品的[/font]TEM[font=宋体]图:[/font](a) bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font](b) CNWs[/align][align=center]Fig. 2 RepresentativeTEM micrographs of (a) bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub] and (b) CNWs.[/align][font=宋体]此外,与[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]相比,[/font]CNWs[font=宋体]处于[/font]27.2[font=宋体]°处的峰出现偏移,说明该材料的晶面间距增大,表明层状结构被破坏,且强度变弱,说明采用超分子自组装法合成的[/font]CNWs[font=宋体]具有更高的缺陷率[/font][sup][8][/sup][font=宋体]。图[/font]1(b)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的红外光谱图。[/font]CNWs[font=宋体]的红外吸收峰位与[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]基本一致,均表现出典型的[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]特征振动模型,说明两种纳米结构的[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]表观官能团结构相似,[/font]810 cm[sup]-1[/sup][font=宋体]处的吸收峰归属于三嗪结构单元典型的弯曲振动模式[/font][sup][4][/sup][font=宋体],[/font]890 cm[sup]-1[/sup][font=宋体]处的吸收峰归属于[/font]N-H[font=宋体]键的弯曲变形,[/font]1240~1640 cm[sup]-1[/sup][font=宋体]处的吸收峰是典型的芳香型碳氮杂环([/font]C–N(–C)–C [font=宋体]或[/font] C–NH–C[font=宋体])的伸缩振动峰[/font][sup][9][/sup][font=宋体]。同时,与[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]相比,[/font]CNWs[font=宋体]在[/font]3000 cm[sup]-1[/sup][font=宋体]处有更强的吸收峰([/font]N-H[font=宋体]的弯曲振动峰),表明[/font]CNWs[font=宋体]中有较多的氨基基团。[/font][b]2.1.2[/b][font=楷体_GB2312]样品的形貌分析[/font][font=宋体]图[/font]2[font=宋体]为[/font][font=宋体]所制备的[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]样品的[/font]TEM[font=宋体]图。由图可见,与直接热解三聚氰胺得到的层状堆叠结构的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]相比,[/font]CNWs[font=宋体]形成了纳米线结构。这种特殊形貌的形成是因为非共价键(氢键和卤键)在超分子自组装过程中的引导作用[/font][sup][9][/sup][font=宋体],使得三聚氰胺和三聚氰酸分子出现定向排布,最终形成纳米线构型。[/font][b]2.1.3[/b][font=楷体_GB2312]样品的紫外光谱及比表面积分析[/font][align=center][font=宋体][img=,690,261]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091630395450_9441_5248244_3.png!w690x261.jpg[/img]图[/font]3[font=宋体]所制备的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的[/font]Uv-vis[font=宋体]谱图[/font](a)[font=宋体]和氮气吸附[/font]/[font=宋体]脱附等温曲线[/font](b)[/align][align=center]Fig. 3 (a)Uv-vis diffuse reflectance spectra of bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub] andCNWs (b) Nitrogen adsorption/desorption isotherm curves of bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub]and CNWs[/align][font=宋体]光吸收性能是影响样品的光催化活性的重要因素。图[/font]3(a)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的紫外可见漫反射光谱图。从图中可以发现,制备的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的最大吸收边为[/font]465 nm[font=宋体],而具有纳米线形貌的[/font]CNWs[font=宋体]的最大吸收边发生了明显的红移,大大增强了其对可见光的响应。相比[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体],超分子自组装法制备的纳米线在光吸收能力上显著增强,提高了其对可见光的利用率。根据[/font]Tauc plot[font=宋体]公式计算[/font][sup][3][/sup][font=宋体],[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]禁带宽度为[/font]2.62 eV[font=宋体],而氮化碳纳米线的禁带宽度为[/font]1.52 eV[font=宋体],形成了较低的价导带,表明了光吸收性能得到了有效的改善,可能由于入射光在纳米线堆中多次反射后增大了光吸收的有效光程所致[/font][sup][10][/sup][font=宋体]。图[/font]3(b)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的的[/font][font=宋体]氮气吸附[/font]/[font=宋体]脱附等温曲线。经吸附脱附等温线测试得分析[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]表现出典型的第Ⅳ类等温线特征,其比表面积为[/font]74.25 m[sup]2[/sup]g[sup]-1[/sup][font=宋体]和[/font]60.16 m[sup]2[/sup]g[sup]-1[/sup][font=宋体]。[/font]CNWs[font=宋体]在[/font]p/p[sub]0[/sub] = 0.8- 1.0 [font=宋体]质检出现滞后环,表明其内部结构介孔较多,且孔径较大,纳米线结构有利于分子的穿插和吸附,增强了反应分子的传质效率[/font][sup][5,11][/sup][font=宋体]。[/font][align=center][img=,690,269]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091630514303_7222_5248244_3.png!w690x269.jpg[/img][/align][align=center][font=宋体]图[/font]4 (a) bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的荧光光谱图[/font] (b)bulkg-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的时间分辨荧光光谱寿命图[/font][/align][align=center]Fig.4 (a) Photoluminescence spectra of bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4 [/sub]and CNWs (b) Time-resolvedfluorescence decay spectra of bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4 [/sub]and CNWs[/align][b]2.1.4 [/b][font=楷体_GB2312]样品的光学性质分析[/font][font=宋体]光致发光光谱中荧光强度越弱表明光生电子空穴复合作用越弱,光量子效率越高,说明光催化性能越好。荧光光谱的强度是反应半导体中光致电子空穴分离和复合效率的重要手段,其峰值强度越大往往代表着较低的电子空穴复合速率以及较高的光催化活性[/font][sup][3][/sup][font=宋体]。图[/font]4(a)[font=宋体]显示的是在[/font]350 nm[font=宋体]处激发的[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的荧光光谱图。[/font]bulkg-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]在[/font]469 nm[font=宋体]处有一个强度较高的发射峰,然而[/font]CNWs[font=宋体]的发射峰强度比[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的强度急剧下降,说明[/font]CNWs[font=宋体]拥有相对较低的电子空穴复合速率。从中推测[/font]CNWs[font=宋体]的纳米线结构形成有效的界面电子转移,从而大幅抑制光生载荷子的复合[/font][sup][8][/sup][font=宋体],实现[/font]TiO[sub]2[/sub][font=宋体]光催化活性的提高,这与上述[/font]Uv-vis[font=宋体]分析结果一致。[/font][font=宋体]为了进一步研究不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的光生载流子的光物理性质,采用时间分辨荧光光谱定量测定样品的荧光寿命,以高级稳态瞬态荧光测试系统可调谐皮秒激光器为激发光源,激发光波长为[/font]337 nm[font=宋体],检测荧光发射信号在样品荧光发射峰[/font]469 nm[font=宋体]位置。图[/font]4(b)[font=宋体]为[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的时间分辨荧光光谱寿命图。采用单指数衰减方程[/font][sup][4][/sup][font=宋体]来拟合相应的荧光衰减曲线,经拟合计算[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]的平均荧光寿命分别为[/font]2.36 ns[font=宋体]和[/font]3.29 ns[font=宋体]。可见,[/font]CNWs[font=宋体]的光生载流子复合率较低,可能与的二维线性结构和改变的电子能带有关[/font][sup][10][/sup][font=宋体]。时间分辨荧光光谱寿命进一步表明,[/font]CNWs[font=宋体]体系中的光生电子具有较长的荧光寿命。由此,利用二维纳米线结构,促进材料间的光生电荷快速迁移,使催化剂的光生电子与空穴能够有效分离与传输,并保持较强的氧化还原能力[/font][sup][11][/sup][font=宋体]。[/font][b]2.2[font=宋体]不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]纳米结构的光催化性能[/font][/b][font=宋体]图[/font]5 [font=宋体]为制备的不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]纳米结构样品随光照时间的变化降解亚甲基蓝([/font]MB[font=宋体])的降解率曲线及降解有机染料[/font]MB[font=宋体],对比两种不同形貌[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]的光催化活性。[/font]bulk g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]和[/font]CNWs[font=宋体]对[/font]MB[font=宋体]的降解率分别为[/font]71.08%[font=宋体]和[/font]98.52%[font=宋体],纳米线具有更大比表面积的纳米线结构有利于[/font]MB[font=宋体]吸附,提供了更多的反应位点;其二维结构促进了电荷转移传输,增大了光生载流子的转移效率和存活时间,使得催化效率得到了进一步提高[/font][sup][5, 8,12][/sup][font=宋体]。[/font][align=center][img=,690,272]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310091631019684_8928_5248244_3.png!w690x272.jpg[/img][/align][align=center][font=宋体]图[/font]5 [font=宋体]不同[/font]g-C[sub]3[/sub]N[sub]4[/sub][font=宋体]样品对亚甲基蓝的降解率[/font] (a) [font=宋体]和降解动力学曲线[/font] (b) [/align][align=center]Fig. 5 (a) Degradation of MB by differentsamples and (b) degradation kinetics curve of different samples.[/align][b] 3[font=宋体]结[/font][font=宋体]论[/font][/b][font=宋体]二维线性结构的氮化碳纳米线结构形成有效的界面电子转移,大幅抑制光生载荷子的复合,使得光催化活性明显高于块体氮化碳。借助时间分辨荧光光谱寿命研究了不同氮化碳的荧光性能,进一步证明了纳米线具有更长的荧光寿命,表明氮化碳纳米线的界面发生的电子转移受氮化碳结构缺陷的影响,提高了氮化碳的光催化性能。[/font][font=黑体]参考文献:[/font][1] Wang, Y., Wang, X., & Antonietti, M. (2012).Polymeric graphitic carbon nitride as a heterogeneous organocatalyst: fromphotochemistry to multipurpose catalysis to sustainable chemistry. [i]AngewandteChemie International Edition[/i], [i]51[/i](1), 68-89.[2] Wang, X., Blechert, S., & Antonietti, M.(2012). Polymeric graphitic carbon nitride for heterogeneousphotocatalysis. [i]Acs Catalysis[/i], [i]2[/i](8), 1596-1606.[3] Cao, S., Low, J., Yu, J., & Jaroniec, M.(2015). Polymeric photocatalysts based on graphitic carbon nitride. [i]AdvancedMaterials[/i], [i]27[/i](13), 2150-2176.[4] Zhao, Z., Sun, Y., & Dong, F. (2015). Graphiticcarbon nitride based nanocomposites: a review. [i]Nanoscale[/i], [i]7[/i](1),15-37.[5] Zheng, Y., Lin, L., Wang, B., & Wang, X.(2015). Graphitic carbon nitride polymers toward sustainable photoredoxcatalysis. [i]Angewandte Chemie International Edition[/i], [i]54[/i](44),12868-12884.[6] Ma, T. Y., Cao, J. L., Jaroniec, M., & Qiao, S.Z. (2016). Interacting carbon nitride and titanium carbide nanosheets for high[font=宋体]-[/font]performance oxygen Evolution. [i]AngewandteChemie International Edition[/i], [i]55[/i](3), 1138-1142.[7] Xia, P., Zhu, B., Yu, J., Cao, S., & Jaroniec,M. (2017). Ultra-thin nanosheet assemblies of graphitic carbon nitride forenhanced photocatalytic CO[sub]2[/sub] reduction. [i]Journal of MaterialsChemistry A[/i], [i]5[/i](7), 3230-3238.[8] Cui, Q., Xu, J., Wang, X., Li, L., Antonietti, M.,& Shalom, M. (2016). Phenyl[font=宋体]-[/font]modified carbon nitride quantum dots with distinct photoluminescenceBehavior. [i]Angewandte Chemie International Edition[/i], [i]55[/i](11),3672-3676.[9] Zhou, C., Lai, C., Huang, D., Zeng, G., Zhang, C.,Cheng, M., ... & Wen, X. (2018). Highly porous carbon nitride bysupramolecular preassembly of monomers for photocatalytic removal ofsulfamethazine under visible light driven. [i]Applied Catalysis B:Environmental[/i], [i]220[/i], 202-210.[10] Niu, P., Qiao, M., Li, Y., Huang, L., & Zhai,T. (2018). Distinctive defects engineering in graphitic carbon nitride forgreatly extended visible light photocatalytic hydrogen evolution. [i]NanoEnergy[/i], [i]44[/i], 73-81.[11] Xia, P., Antonietti, M., Zhu, B., Heil, T., Yu,J., & Cao, S. (2019). Designing defective crystalline carbon nitride to enableselective CO[sub]2[/sub] photoreduction in the gas phase. [i]AdvancedFunctional Materials[/i], 1900093.[12] Zhang, G., Li, G., Heil, T., Zafeiratos, S., Lai,F., Savateev, A., ... & Wang, X. (2019). Tailoring the grain boundary chemistryof polymeric carbon nitride for enhanced solar hydrogen production and CO[sub]2[/sub]reduction. [i]Angewandte Chemie International Edition[/i], [i]131[/i](11),3471-3475.

  • 有人测过碳点的量子产率吗

    请问测量碳点的量子产率的时候,我配置的碳点在390nm时强度最高,那我应该在390nm下计算碳点和硫酸奎宁的荧光积分面积吗,我看文献都用的是360nm,还有就是荧光积分面积是测量激发光谱后自己用origin拟合后积分得到还是直接用机器测量得到,因为我用的稳态荧光里面有直接测量量子产率的程序,但是好像只能扣背景,不能放入参比物质

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  • 钽酸铋量子点修饰洋葱圈结构的石墨相氮化碳的S型异质结构的光催化析氢性能
    1. 文章信息标题:Onion-ring-like g-C3N4 modified with Bi3TaO7 quantum dots: A novel 0D/3D S-scheme heterojunction for enhanced photocatalytic hydrogen production under visible light irradiation中文标题: 钽酸铋量子点修饰洋葱圈结构的石墨相氮化碳的S型异质结构的光催化析氢性能 页码:958-968 DOI: 10.1016/j.renene.2021.11.030 2. 期刊信息期刊名:Renewable EnergyISSN: 0960-1481 2022年影响因子: 8.634 分区信息: 中科院一区;JCR分区(Q1) 涉及研究方向: 工程技术,能源与燃料,绿色可持续发展技术 3. 作者信息:第一作者是 施伟龙(江苏科技大学)、孙苇(北华大学)(共同一作)。通讯作者为 林雪(北华大学),郭峰(江苏科技大学),洪远志(北华大学)。4. 光催化活性评价系统型号:北京中教金源(CEL-PAEM-D8,Beijing ChinaEducation Au-Light Co., Ltd.);气相色谱型号:北京中教金源(GC7920,Beijing China Education Au-Light Co., Ltd.)。本工作利用SiO2微米球为硬模板和三聚氰胺为前驱体,通过空气化学气相沉积 (CVD)方法合成洋葱圈状结构的g-C3N4(OR-CN),且基于溶剂热法与0D Bi3TaO7量子点(BTO QDs)复合,形成0D BTO QDs/3D OR-CN S型异质结复合物光催化剂,在λ 420 nm的可见光驱动下,讨论了不同质量比的BTO/OR-CN化合物催化剂在2小时内的析氢性能。其中,0.3wt% BTO/OR-CN样品赋予了最佳的光催化析氢速率为4891 μmol g-1,且在420 nm处的表观量子产率(AQY)为4.1%,约是相同条件下的OR-CN的3倍。其增强的光催化活性归因于0D BTO量子点与OR-CN之间形成了S型异质结,有助于促进光生电荷载流子的分散,且增强了可见光吸收强度,此外,通过4次循环实验,发现0D BTO QDs/3D OR-CN S型异质结复合物光催化剂具有优异的稳定性,有应用前景。图1. 制备BTO/OR-CN化合物的实验过程如图1所示,BTO/OR-CN的制备是通过加入0.2 g的OR-CN在BTO的合成过程中,合成的样品命名为xBTO/OR-CN,其中x代表BTO在化合物中的质量比,分别为0.1%,0.3%,0.5%,1.0%。此外,为了比较,合成了块体g-C3N4(B-CN)和0.3%BTO/B-CN复合物,B-CN的合成是通过一步煅烧3 g三聚氰胺,550 °C加热4小时,升温速率为2.3 °C/min,从而得到黄色的产物。0.3% BTO/B-CN复合物的合成类似于0.3% BTO/OR-CN复合物的合成过程,仅仅用B-CN代替OR-CN。图2. BTO、OR-CN和不同复合物的XRD图如图2示,OR-CN、BTO以及不同质量比的BTO/OR-CN化合物(0.1%、0.3%、0.5%和1.0%)的XRD图表征晶体结构和结晶度。对于BTO样品,2θ在28.2°、32.7°、46.9°和58.4°属于Bi3TaO7的(111)、(200)、(220)和(222)面(JCPDS:44-0202)。OR-CN拥有两个衍射峰在13.1°(100)和27.4°(002),分别归因于芳香单元的层内结构堆积基序和层间堆积基序。至于BTO/OR-CN化合物,引入BTO没有影响OR-CN的相结构,当负载0.1%、0.3%、0.5%和1.0%的BTO在OR-CN上,很难发现额外的BTO特征峰,这很可能是因为少量的BTO QDs。图3. OR-CN的SEM图(a)0.3% BTO/OR-CN复合材料的SEM图(b)TEM图(c)HRTEM图(d)和EDX图(e)如图3所示,通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析制备的样品的结构和形貌。OR-CN样品呈现了洋葱圈形状,尺寸大约在150-200 nm。负载BTO QDs在OR-CN的表面上形成BTO/OR-CN复合物之后,OR-CN的洋葱圈结构没有改变,但表面变得更粗糙。为了进一步清晰地观察BTO/OR-CN化合物,0.3%BTO/OR-CN的TEM图展现了BTO QDs均匀地分布在OR-CN表面上且与OR-CN底物亲密的接触,这有助于电荷的分散和转移。同时,化合物的高分辨透射图(HRTEM)反映了BTO和OR-CN之间有好的界面接触,其中,晶格间距为0.27 nm与Bi3TaO7晶格面(200)相匹配。展现了成功地构造了0D/3D BTO/OR-CN异质结催化剂。0.3%BTO/OR-CN的EDX图揭示了C,N,Bi,Ta,O元素的存在,进一步证实BTO QDs锚定在OR-CN的表面上。图4. 光催化产氢(a)析氢速率(b)B-CN、OR-CN、及其0.3%化合物光催化产氢(c)析氢速率(d)循环实验(e)循环实验前后的XRD图(f)如图4所示,以300 W的氙灯作为光源(λ 420 nm),研究了制备的样品的光催化析氢活性。结果表明制备的BTO样品几乎不产氢,而OR-CN在2小时辐照过程中产生了相对较低的氢气,约为1736 μmol g-1,这是由于BTO对可见光的吸收较低和电子-空穴的快速重组所致。当耦合OR-CN和BTO之后,光催化析氢活性显著的增强,其中,最佳的0.3% BTO/OR-CN复合材料展现了析氢量大约是4891 μmol g-1,是单组分OR-CN样品的3倍左右。同时,0.3% BTO/OR-CN异质结光催化剂在420 nm波长表现出较高的表观量子产率(AQY)为4.11%。当BTO QDs的加入量从0.1%增加到1.0%时,光催化析氢性能呈现出先增后减的趋势,其中,最优的0.3% BTO/OR-CN样品的光催化性能优于其他复合样品,这是因为构建了S型异质结,加速了光生电荷的传输和分布。此外,在OR-CN上引入BTO QDs可以增加比表面积、提供更多的活性位点、增强光响应强度和延长光诱导电荷寿命。随着进一步增加BTO QDs的量,光催化产氢速率减小,这是因为过量的BTO QDs负载在OR-CN表面可能会影响BTO QDs的分散,且由于屏蔽效应阻碍OR-CN的光吸收效率。因此,负载合适量的BTO QDs有利于光催化产氢。此外,最优样0.3% BTO/OR-CN的产氢速率为2445.5 μmol g-1。为了比较,还合成了0.3%BTO/OR-CN复合物,制备的样品的析氢量和析氢速率的排序:0.3%BTO/OR-CNOR-CN0.3%BTO/B-CNB-CN,这表明CN的洋葱圈结构和化合物的异质结界面有利于提高光催化活性。经过四次循环实验,可以清晰地发现光催化析氢有轻微的降低。同时,XRD图也用于评价样品的稳定性,循环前后的XRD图没有发生改变。这些结果展现了制备的 BTO/OR-CN样品拥有优异的稳定性和光催化析氢活性。图5. MS图(a和b)S型异质结机理(c)BTO/OR-CN复合物光催化析氢中光生电荷分离转移机理(d)利用Mott-Schottky(MS)图确定OR-CN和BTO的能带结构。OR-CN和BTO样品的质谱图在1000、2000和3000 Hz处呈现正斜率,说明OR-CN和BTO具有典型的n型半导体特征。OR-CN和BTO在接触前的带位置存在偏差,OR-CN是一种费米能级较高的还原型光催化剂,而BTO是一种费米能级较低的氧化型光催化剂。此外,通过紫外光电子能谱(UPS)计算了OR-CN 和BTO的功函数,分析了界面电荷转移过程。确定OR-CN和BTO样品的二次电子截止边的结合能(Ecut-off)分别为16.921 eV和16.054 eV。然后,BTO和OR-CN在黑暗中密切接触后,OR-CN的CB上的电子自发地流向BTO,直到二者的费米能级达到相同水平。因此,OR-CN组分失去电子并携带正电荷,导致OR-CN的CB边缘向上弯曲,同时,BTO组分得到电子,电子在其CB上积聚,BTO带负电荷,导致CB边缘向下弯曲,从而,OR-CN和BTO界面形成内部电场。在可见光的照射下,电子在内部电场和库伦相互作用的驱动下由BTO的CB转移到OR-CN的VB上与空穴复合,此外,保留在OR-CN的CB上的电子和BTO的VB上的空穴将分别参与光催化氧化还原反应。基于以上的分析,提出了BTO/OR-CN光催化反应的可能的S型机理,在可见光的照射下,BTO和OR-CN中价带(VB)上的电子跃迁到导带(CB)上,价带上形成空穴,BTO导带上的电子可以转移到OR-CN的价带上并与空穴结合。由于OR-CN导带的电势比H+/H2(0 eV vs. NHE)更负,所以,H2O分子可以与电子反应生成H2。用三乙醇胺(TEOA)猝灭BTO价带上积累的空穴。
  • 加点氮化钴,二氧化碳“变废为宝”
    p & nbsp & nbsp 中国科技大学曾杰教授课题组,对钴基催化剂在二氧化碳加氢反应中的活性物相研究取得重要进展。他们将氮原子引入到钴催化剂中,构筑出氮化钴催化剂,通过原位机理研究发现,钴氮氢是该催化过程中真正的活性物相,是它大幅提高了催化效率。该研究成果近日在线发表在《自然—能源》杂志上。 br/ /p p   开发可再生能源、提高能源利用效率是当今世界的重大课题。二氧化碳加氢反应是低碳化学中的重要反应,一方面可以合成化工原料,缓解二氧化碳排放压力,实现碳能源的循环利用 另一方面可以合成甲醇,实现氢资源的储存和利用。 /p p   由于二氧化碳的化学惰性,二氧化碳加氢反应需要在高温高压条件下实现,转化工艺中存在能耗过大的问题。在过去几十年里,人们开发出一系列不同策略以提高非贵金属催化剂对二氧化碳加氢反应的活性。但迄今为止,对非贵金属催化剂在二氧化碳加氢反应中的活性物相研究仍处于起步阶段。 /p p   曾杰课题组将氮原子引入到钴催化剂中,形成氮化钴催化剂。在二氧化碳加氢催化中,氮化钴催化剂在32个大气压和150摄氏度的条件下,转换频率为同等条件下钴催化剂的64倍。进一步研究表明,在氢气氛围下,氮化钴催化剂上的氮原子会吸附结合氢原子形成钴氮氢这样一种特殊的物相。钴氮氢中的氨基氢原子直接加到二氧化碳分子上,形成甲酸根物种作为中间产物,从而大幅提升二氧化碳加氢反应的活性。 /p p   该研究为优化非贵金属催化剂对二氧化碳加氢反应的活性提供了一种简单有效的方式,为今后寻找更廉价、高效的二氧化碳加氢催化剂提供了新思路,对解决能源和环境问题具有积极意义。 /p p br/ /p
  • 科学岛团队在单原子负载氮化碳高效降解抗生素研究方面取得新进展
    近期,中科院合肥研究院固体所环境材料与污染控制研究部孔令涛研究员团队提出了一种在氮化碳纳米片上锚定单原子的预组装策略,制备出系列单原子负载氮化碳类芬顿催化剂并用于水中四环素污染物的降解,将催化活性提升了1-2个数量级。相关研究成果发表在Separation and Purification Technology 上。   类芬顿是一种以自由基为主要活性物种的反应,H2O2和PMS(过硫酸盐)是两种常用的类芬顿氧化剂,由于两者产生的自由基的半衰期短,利用效率低,因此可通过缩短自由基向污染物分子的迁移距离提高催化效率。目前,单原子材料已被证明对氧化剂具有较好的活化作用。氮化碳是一种二维富氮材料,其具有纳米片结构、可调节的比表面和较高的稳定性,是一种很好的单原子催化剂支撑材料;同时,其丰富的氮元素可以为金属离子的嵌入提供理想位点,形成独特的配位结构和电子构型。因此,将金属原子固定在氮化碳纳米片上,可将自由基限制在污染物附近,从而有效提高类芬顿催化效率。   鉴于此,研究人员提出了一种具有广谱通用的热解配位聚合预组装策略,将单原子(如Cu、Fe、Co、Mn等)锚定在氮化碳纳米片上,并证明了它们在类芬顿催化中的通用性。作为概念性验证,研究选择单原子铜催化剂(SA-Cu-CN)作为四环素(TC)降解和机理阐述的模型材料。SA-Cu-CN的类芬顿催化活性相比于研究中使用的其他材料提高了1-2个数量级。EPR分析和淬灭实验表明该催化体系中?OH和SO4?-的生成对降解TC起着至关重要的作用。结合超高液相色谱-质谱分析与DFT理论计算,对TC的降解路径及产物毒性进行了分析鉴定,SA-Cu-CN类芬顿催化剂显示出对有机污染物的深度处理能力。此外,通过相同的制备方法合成了SA-Fe-CN、SA-Co-CN和SA-Mn-CN等系列单原子催化剂,均表现出较好的类芬顿催化活性。该研究对发展类芬顿催化剂及其在水处理领域的应用具有十分重要意义。   上述工作得到了国家重点研究开发计划、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金及合肥研究院院长基金等项目的资助。图1. CN和SA-Cu-CN的形貌和结构表征。图2. SA-Cu-CN的类芬顿催化性能探究。图3. 四环素降解的路径分析以及其产物的鉴定和毒性评估。
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