1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 試劑和儀器
硝酸鐵、雙氰胺、苯酚、過氧化氫(H2O2)、苯 甲醇,均 為 分 析 純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 產(chǎn)品。 氣相色譜儀(GC7890),上海天美儀器有限公司 產(chǎn)品;DF-101S集熱式恒溫磁力攪拌器,鞏義市予華 儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品;SXL-1008型程控箱式電爐、 DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品;紅外光譜 儀(Tensor27),德 國Bruker公司產(chǎn) 品;X 射 線 多 晶 衍 射 分 析 儀(XRD), 日本 Rigaku公 司 產(chǎn) 品;ASAP2405型 物 理 吸 附 儀, 美國 Micromeritics公司產(chǎn)品。
1.2 催化劑的制備
在100mL 燒杯中加入30mL 水,溶解一定量 的硝酸鐵后,加入4g雙氰胺,攪拌0.5h,將懸浮 液轉(zhuǎn)移到80℃水浴中,保持加熱并攪拌,至燒杯中 水分蒸干,放入烘箱80 ℃干燥3h。將干燥后的固 體研磨 后 放 入 坩 堝 中, 以 速 率 5 ℃/min 升 溫 至 550 ℃,焙 燒 2h, 坩 堝 冷 卻 后 取 出, 即 可 得 到 Fe/g-C3N4 樣品。 將雙氰胺在相同的條件下焙燒可得到 g-C3N4 樣品。
2 結(jié)果與討論
在g-C3N4 的紅外光譜中,吸收峰主要集 中在808cm-1、1240~1650cm-1和3100~3500cm-1 3 個(gè) 區(qū) 域。 其 中, 3100~3500cm-1范圍內(nèi)的寬化吸 收峰對(duì)應(yīng)的是 N—H 鍵的伸縮振動(dòng)吸收;1240~1650cm-1區(qū)域內(nèi) 多個(gè)吸收峰對(duì)應(yīng)芳香雜環(huán)化合物 的 C—N 伸 縮 振 動(dòng) 特征吸收;808cm-1處的吸收峰則對(duì)應(yīng)于3-s-三 嗪 環(huán)狀化合物的彎曲振動(dòng)特征吸收。研究報(bào)道,直接 焙燒雙氰胺得到的產(chǎn)物不完全縮聚,其層狀結(jié)構(gòu)的 邊緣 存 在 有 N—H 鍵。Fe/g-C3N4 與 g-C3N4 吸 收峰位置基 本 保 持 一 致,說 明 Fe摻 雜 后 的 g-C3N4 骨架結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生改變。
3 結(jié) 論
以 Fe(NO3)3 ·9H2O 作 鐵 源,雙 氰 胺 為 原 料,合成 了 不 同 Fe含 量 的 Fe/g-C3N4 催 化 劑。通 過 XRD、N2 吸 附-脫 附、FT-IR 等 分 析 手 段 對(duì) Fe/g-C3N4 進(jìn)行表征,證實(shí)材料進(jìn)行Fe摻雜后并沒 有改變 g-C3N4 原有的結(jié)構(gòu);Fe的引入使 C/N 原子 比發(fā)生了變化,導(dǎo)致產(chǎn)物的縮聚度不同,進(jìn)而改變 了 g-C3N4 層 狀 結(jié) 構(gòu) 的 層 間 距, 說 明 Fe 已 進(jìn) 入 g-C3N4 的孔穴中;Fe/g-C3N4 材料具有良好的介孔 結(jié)構(gòu)。
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