功能材料2024,Vol.55Issue(7) :7031-7037,7059.DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2024.07.005

前驱体法制备BCN及其光催化还原CO2性能

Preparation of BCN by precursor method and its photocatalytic reduction of CO2

卜学琳 曾祥会 陈辉 方伟 杜星 王大珩 何漩 李薇馨 赵雷
功能材料2024,Vol.55Issue(7) :7031-7037,7059.DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2024.07.005

前驱体法制备BCN及其光催化还原CO2性能

Preparation of BCN by precursor method and its photocatalytic reduction of CO2

卜学琳 1曾祥会 1陈辉 1方伟 1杜星 1王大珩 1何漩 1李薇馨 1赵雷1
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作者信息

  • 1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,武汉 430081
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摘要

以乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺为氮源,以硼酸为硼源制备不同前驱体,通过高温氨解直接合成硼碳氮(BCN-x,分别 记为 BCN-EDA,BCN-DETA 和 BCN-TETA).利用 XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Vis 和 PL对其组成、形貌和光学性能进行表征.并在无牺牲剂和助催化剂的条件下,对BCN-x样品的光催化还原CO2性能进行了评估.结果表明,所制备的样品均为片状结构,且BCN-EDA具有较高的结晶度、较好的光生载流子分离效率.所制备的BCN-x可以在350~780 nm可见光照射下将CO2还原为CO和CH4,且BCN-EDA表现出最佳的光催化CO2还原性能,CO产量为32.20 μmol/g,且在20 h内能保持相当的光催化稳定性.

Abstract

In this paper,ethylenediamine,diethylenetriamine and triethylene tetramine were used as N source and boric acid as B source to prepare different precursors to directly high temperature ammonolysis polymerize borocarbonitrides(BCN-x,recorded as BCN-EDA,BCN-DETA and BCN-TETA,respectively).XRD,SEM,TEM,XPS,UV-Vis,and PL were used to analyze the chemical composition,morphology,and optical proper-ties of samples.And the photocatalytic CO2 reduction performance of BCN-x samples was assessed without compromising agents and cocatalysts.The results show that all the prepared samples have lamellar structure,and BCN-EDA represents higher crystallinity and higher photocarrier separation efficiency.Under visible light irradiation at 350-780 nm,the produced BCN-x can reduce CO2 to CO and CH4,and BCN-EDA has the best photocatalytic CO2 reduction performance,with a CO yield of 32.20 pmol/g and the photocatalytic stability can be maintained within 20 h.

关键词

硼碳氮/光催化CO2还原/光生载流子分离/光催化稳定性

Key words

borocarbonitrides/photocatalytic CO2 reduction performance/photocarrier separation/photocatalytic stability

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基金项目

国家自然科学基金项目(22105151)

国家自然科学基金项目(52305211)

湖北省重点科研计划项目(2022BAA094)

湖北省自然科学基金项目(2023AFB626)

湖北省自然科学基金项目(2022CFB626)

湖北省自然科学基金项目(2021CFB469)

武汉市知识创新工程项目(2022010801010306)

湖北省教育厅科研计划(B2022017)

绿色化工过程教育部重点实验室开放项目(GCP2022003)

武汉市朝阳青年科技计划(whkx202203)

武汉科技大学"十四五"湖北省优势特色学科项目(2023A0305)

出版年

2024
功能材料
重庆材料研究院 中国仪器仪表学会仪表材料学会

功能材料

CSTPCD北大核心
影响因子:0.918
ISSN:1001-9731
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