我校在石墨相氮化碳光催化材料的设计与制备方面取得新进展

发布时间:2016-10-12

本网讯(科学技术处)日前,我校化学化工学院袁玉鹏老师科研团队与美国佐治亚理工学院林志群教授合作研究,发展了一种简便、快速制备高结晶性石墨相氮化碳(g-C3N4)的合成策略,取得了优异的光催化制氢性能。该成果以“A Rapid Microwave-Assisted Thermolysis Route to Highly Crystalline Carbon Nitrides for Efficient Hydrogen Generation”为题发表在《德国应用化学》上(Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201608453)。该论文被评为“VIP”论文。文章发表同时,《德国应用化学》网站和EurekAlert science news网站发表了题为“Catalyst from the Microwave”的相关新闻报道。

近年来,石墨相氮化碳(g-C3N4)材料的光催化性能受到诸多关注。目前,g-C3N4材料的制备主要以三聚氰胺等含氮、碳的小分子为前驱体,在400-600 oC加热聚合而成。这些小分子在聚合过程中,会生成很多的中间体,导致最终制备的g-C3N4中含有很多缺陷,不利于光催化反应。为解决这一问题,我们以三聚氰胺-三聚氰酸超分子为前驱体,利用该超分子体系具有与g-C3N4类似的结构,避免单一的三聚氰胺前驱体在聚合过程中生成诸多中间体的问题,减小缺陷的形成。同时通过微波辅助的加热手段,利用微波加热导致的前驱体分子的强烈转动等效应,不仅显著提高了所制备g-C3N4的结晶性,进一步减小缺陷生成,而且使整个制备过程由原先的数个小时缩短为十几分钟。该工艺制备的g-C3N4比单一三聚氰胺前驱体制备的g-C3N4的光催化制氢性能提高了6倍多。

该论文的第一、第二作者分别为我校化学化工学院2012级高分子材料与工程的郭玉飞、李静两位本科生同学。袁玉鹏老师和林志群教授为该论文的共同通讯作者,安徽大学为该论文的第一单位。


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