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妓库雅喇
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1 Vol.37 高等学校化学学报 No 年 11 月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1953~ 1959 doi: / cjcu 铈掺杂石墨相氮化碳的合成及可见光光催化性能梁瑞钰, 徐冬冬, 查文莹, 齐楫真, 黄浪欢 ( 暨南大学生命科学技术学院化学系, 广州 ) 摘要以硝酸铈和三聚氰胺为原料, 采用热解法合成系列 Ce 掺杂石墨相氮化碳 ( ). 采用 X 射线衍射仪 (XRD) 透射电子显微镜 ( TEM) 傅里叶变换红外光谱仪 ( FTIR) 紫外可见漫反射光谱仪 ( UV Vis DRS) 荧光光谱仪 (PL) 和 X 射线光电子能谱仪 (XPS) 等对样品进行了表征. 结果表明, Ce 掺杂使晶粒尺寸减小, 比表面积增大, 光生电子 / 空穴对复合几率降低, 并影响到能带结构. 在可见光下光催化降解亚甲基蓝水溶液的结果表明, Ce 掺杂的可见光光催化活性远优于纯. 其中, 0 10 Ce C 3 样品 80 min 内对亚甲基蓝的降解率高达 98 51%, 速率常数达 min -1, 是纯的 4 9 倍. 关键词石墨相氮化碳 ; 光催化 ; 铈掺杂 ; 可见光中图分类号 O614; O644 文献标志码 A 半导体光催化技术在解决能源短缺和环境污染等方面表现出巨大的潜力, 是当今的研究热点 [1]. 在诸多半导体光催化剂中, 石墨相氮化碳 ( ) 具有良好的可见光响应 ( 带隙 2 7 ev) 性质, 可直接利用太阳能 [2,3]. 然而, 光生载流子寿命短易复合的缺点限制了其进一步应用. 针对这一缺点, 多种改性方法如模板法 (SiO 2, SBA 15 和泡沫模板等 ) [4~ 6] 掺杂法 (B, S 和 Fe 等 ) [7~ 9] 贵金属修饰法 (Pt, Au 和 Ag 等 ) [10,11] 及与其它的半导体复合 (ZnO, CdS 和 AgX 等 ) [12~ 14] 等方法相继被用于提高的光生电子 / 空穴对分离效率. 其中, 掺杂法是常用且有效的方法. 研究发现 : 掺杂会导致晶格结构的缺陷, 抑制光生电子 / 空穴对的复合 ; 掺杂离子与原有分子轨道发生杂化, 从而改变的能带结构及电子结构 ; 掺杂可以改变的片层大小, 调节的结构尺寸 [15] [16]. 本课题组曾报道了 Eu 掺杂的制备及可见光催化活性, 发现稀土离子 Eu 掺杂可明显提高的光催化活性. 在此基础上, 本文以硝酸铈和三聚氰胺为原料, 采用热解法合成了 Ce 掺杂, 并研究了 Ce 掺杂对光催化性能的影响. 1 实验部分 1.1 试剂与仪器三聚氰胺 ( 上海展云化工有限公司 ); 硝酸铈 ( 国药集团化学试剂有限公司 ); 亚甲基蓝 ( 天津市光复精细化工研究所 ). 以上试剂均为分析纯, 使用前未经提纯. 所有水溶液均用去离子水配制. MSAL XRD2 粉末衍射仪 [XRD, 布莱格科技 ( 北京 ) 有限公司 ], Cu Kα 1 辐射源, 操作电压 40 kv, 电流 20 ma; Philips Tecnai 10 型透射电子显微镜 (TEM, 美国 FEI 公司 ); Bruker EQUINOX 55 傅里叶变换红外光谱仪 (FTIR, 德国布鲁克光谱仪器公司 ); VARIAN CARY 5000 型紫外可见漫反射光谱仪 (DRS UV Vis, 美国安捷伦科技有限公司 ); Hitachi F 4500 荧光分光光度计 ( 日本日立有限公司 ); ESCALAB 250 型 X 射线光电子能谱仪 (XPS, 美国 Thermo VG Scientific 公司 ). 1.2 样品的合成向 500 ml 去离子水中加入 2 0 g 三聚氰胺, 加热回流使样品溶解. 分别加入 0 10, 0 50, 1 00 ml 收稿日期 : 网络出版日期 : 基金项目 : 暨南大学挑战杯项目 ( 批准号 : ) 和暨南大学大学生创新创业训练计划项目 ( 批准号 : CX15090) 资助. 联系人简介 : 黄浪欢, 女, 博士, 副教授, 主要从事光催化材料研究. E mail: thuanglh@ jnu.edu.cn

2 1954 高等学校化学学报 Vol mol / L Ce(NO 3 溶液 ; 继续回流 100 min 后, 将产物转入坩埚中, 干燥去除水分后, 加盖置于箱式炉中, 于 650 煅烧 2 h, 将坩埚冷却后取出, 得到一系列 Ce 掺杂 [ 所得样品标记为 x Ce C 3, 其中 x 代表制备时所加 Ce(NO 3 溶液的体积 (ml), 当 x = 0 10, 0 50, 1 00 时, 相应样品的 Ce 掺杂量 ( 质量分数 ) 分别为 0 21%, 1 05%, 2 10%]. 作为比较, 不加 Ce(NO 3 溶液, 在其它条件相同情况下制备得到纯的. 2 0 g 三聚氰胺约可制得 g, 收率为 33 35%. 1.3 光催化性能测试以亚甲基蓝为目标污染物, 考察了 Ce 掺杂催化剂的光催化活性. 可见光源采用 300 W 氙灯为光源, 并加一片 420 nm 滤光片滤掉紫外光. 将 100 mg 催化剂分散于 100 ml 10 mg / L 的亚甲基蓝水溶液中, 先进行 30 min 的暗反应, 使溶液中的催化剂与亚甲基蓝达到吸附平衡 ; 然后将溶液放在光源下进行搅拌, 每隔 20 min 取样进行离心, 吸取上层清液, 用紫外可见分光光度计测定波长 662 nm 下的吸光度. 2 结果与讨论 2.1 样品的 XRD 及比表面积测试图 1 是的 XRD 谱图. 有 2 个特征峰 : 弱峰位于 12 90, 晶面指数标记为 (100), 是 Melon 类物质的特征峰 ; 强峰位于 27 8, 晶面指数标记为 (002), 为芳香物层间堆积特征峰, 对应层间距 d = 0 32 m. Ce 掺杂后, (002) 晶面的衍射峰峰位向高角度方向移动, 且峰强度减弱, 出现宽化, 说明 Ce 掺杂在一定程度上改变了的缩聚程度及连接模式, 的结构有序性降低, 层间距缩小 [17]. 此外, 1 00 Ce C 3 在和处出现 2 个弱衍射峰, 经与 PDF 标准卡片对比, 推测是由于 Ce 掺杂量过高, 在煅烧过程中生成了较多的 CeO 2 [18]. 表 1 为利用 Scherrer 公式计算的样品平均晶粒尺寸及比表面积测试结果. 结果表明, Ce 掺杂在一定程度上抑制了晶粒的生长. Table1 Fig.1 XRD patterns of and x Ce C 3 photocatalysts a. ; b Ce C 3 ; c Ce C 3 ; d Ce C 3. Calculated crystal size( D) according to Scherrer s equation and BET specific surface area(s BET ) Sample 0 10 Ce C Ce C Ce C 3 D / nm S BET / (m 2 g -1 ) 样品的 TEM 和 FTIR 表征图 2 是的 TEM 照片. 由图 2(A) 可以看出, 具有与石墨类似的层状结构. 由图 2(B) ~ (D) 可以看出, Ce 掺杂后的样品与纯相比, 均很好地保持了石墨相的层状结构, 但随着 Ce 掺杂浓度的增加, 样品的层状结构渐渐变得疏松无序, 片层面积逐渐减小, 这可能是由于 Ce 的加入限制了晶粒的生长, 在一定程度上降低了的结构有序性. 图 3 是的 FTIR 谱图. 由图 3 谱线 a 可见, 的吸收峰主要集中在 813, 1208 ~ 1636 和 3100 ~ 3500 cm -1 3 个区域, 与文献 [19] 报道一致. 813 cm -1 附近的吸收峰为三嗪环状化合物的弯曲振动特征吸收峰, 1208 ~ 1636 cm -1 区域内的吸收峰为碳氮芳香杂环化合物的伸缩振动特征吸收峰, 3100 ~ 3500 cm -1 范围内的吸收峰对应 N H 键的伸缩振动吸收, 说明得到的产物不完全缩聚, 层状结构的边缘可能以 C NH 2 和 2C NH 的形式存在 [20]. 此外, x Ce C 3 催化剂样品和的红外吸收峰相似, 说明 Ce 的掺杂没有改变的骨架结构.

Ｎｏ１１梁瑞钰等铈掺杂石墨相氮化碳的合成及可见光光催化性能Ｆｉｇ２Ｆｉｇ３ＴＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｇＣ３Ｎ４Ａ０１０ＣｅＣ３Ｎ４Ｂ０５０ＣｅＣ３Ｎ４Ｃａｎｄ１００ＣｅＣ３Ｎ４ＤＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｇＣ３Ｎ４ａｎｄｘＣｅＣ３Ｎ４ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓａｇＣ３Ｎ４ｂ０１０ＣｅＣ

3 Ｎｏ１１梁瑞钰等铈掺杂石墨相氮化碳的合成及可见光光催化性能Ｆｉｇ２Ｆｉｇ３ＴＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｇＣ３Ｎ４Ａ０１０ＣｅＣ３Ｎ４Ｂ０５０ＣｅＣ３Ｎ４Ｃａｎｄ１００ＣｅＣ３Ｎ４ＤＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｇＣ３Ｎ４ａｎｄｘＣｅＣ３Ｎ４ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓａｇＣ３Ｎ４ｂ０１０ＣｅＣ３Ｎ４ｃ０５０ＣｅＣ３Ｎ４２３１９５５ｄ１００ＣｅＣ３Ｎ４样品的ＤＲＳ测试Ｆｉｇ４ＵＶＶｉｓＤＲＳｓｐｅｃｔｒａｏｆｇＣ３Ｎ４ａｎｄｘＣｅＣ３Ｎ４ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓＩｎｓｅｔｔｈｅｐｌｏｔｏｆＦＲｈｖ２ｈｖａｇＣ３Ｎ４ｂ０１０ＣｅＣ３Ｎ４ｃ０５０ＣｅＣ３Ｎ４ｄ１００ＣｅＣ３Ｎ４图４是ｇＣ３Ｎ４和ｘＣｅＣ３Ｎ４的ＵＶＶｉｓＤＲＳ谱图可见在掺杂Ｃｅ后各样品的吸收边界有少许蓝移将测试结果转换为ＫｕｂｅｌｋａＭｕｎｋ函数ＦＲ１Ｒ２２Ｒ利用ＦＲｈｖ２对ｈｖ作图结果见图４插图将直线部分外推至横坐标交点可估算ｇＣ３Ｎ４０１０ＣｅＣ３Ｎ４０５０ＣｅＣ３Ｎ４和１００ＣｅＣ３Ｎ４的禁带宽度Ｅｇ分别为２８１２９３２８９和２９１ｅｖ掺杂后样品的吸收阈值有稍许蓝移可能与Ｃｅ掺杂使ｇＣ３Ｎ４的结构尺寸变小有关掺杂前后样品的禁带宽度变化较小并不影响其对可见光的吸收２１２４样品的ＰＬ光谱分析光生电荷的分离复合效率对光催化剂的性能具有重要影响电子空穴对高效分离可保证光催化反应有效进行图５是ｇＣ３Ｎ４和ｘＣｅＣ３Ｎ４的ＰＬ谱图可见ｇＣ３Ｎ４在４６０ｎｍ附近有很强的荧光发射峰掺杂Ｃｅ后该位置荧光发射峰强度发生明显的猝灭说明Ｃｅ掺杂对降低光生电荷的复合率具有积极的影响其中样品０１０ＣｅＣ３Ｎ４的猝灭现象最明显表明Ｃｅ的掺杂量为０２１时可最有效地抑制光生电子空穴对的复合提高量子效率此后随着Ｃｅ掺杂量的增加荧光猝灭现象减弱推测与生成较多量的ＣｅＯ２有关ＣｅＯ２中的Ｃｅ４能够捕获光生电子但当Ｃｅ离子掺杂浓度过大时Ｃｅ４离子捕获光生电子的同时亦会生成大量的Ｃｅ３Ｃｅ３可以捕获光生空穴从而间接发生光生电子和空穴的

4 １９５６Ｖｏｌ３７高等学校化学学报复合并发出荧光与荧光猝灭现象反向互补使荧光猝灭现象减弱１８２５样品的ＸＰＳ分析图６为ｇＣ３Ｎ４和０１０ＣｅＣ３Ｎ４样品的Ｃ１ｓＮ１ｓ能级的ＸＰＳ谱图由图６Ａ可见ｇＣ３Ｎ４的Ｃ１ｓ谱图可分为３个峰其中结合能为２８４４ｅｖ处的峰归属为环状结构中ｓｐ２杂化的Ｃ原子ＮＣ２８７６ｅｖ处的峰归属为ｓｐ３Ｎ杂化的Ｃ原子ＣＮ３而２８８２ｅｖ处的峰则归属为石墨型结构中ＣＮ键中的Ｃ原子图６Ｂ中ｇＣ３Ｎ４的Ｎ１ｓ图谱可分为３个峰其中结合能为３９８１ｅｖ处的峰归属为ｓｐ杂化的Ｎ原子ＣＮ２Ｃ３９９８ｅｖ处的峰可归属为连接环状结构的Ｎ原子Ｆｉｇ５ＰｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆｇＣ３Ｎ４ａｎｄｘＣｅＣ３Ｎ４ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓａｇＣ３Ｎ４ｂ０１０ＣｅＣ３Ｎ４ｃ０５０ＣｅＣ３Ｎ４ｄ１００ＣｅＣ３Ｎ４ＮＣ３而结合能为４０３９ｅｖ处的峰则可能归属为层状结构边缘的氨基中的Ｎ原子Ｃ２ＮＨ２２２３与ｇＣ３Ｎ４相比０１０ＣｅＣ３Ｎ４样品中Ｃ１ｓ轨道和Ｎ１ｓ轨道的出峰位置向高结合能Ｆｉｇ６ＸＰＳｓｐｅｃｔｒａｏｆｇＣ３Ｎ４ＡＢａｎｄ０１０ＣｅＣ３Ｎ４ＣＤｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓＡＣＣ１ｓＢＤＮ１ｓ方向偏移图６ＣＤ这是由于Ｃｅ掺杂后形成了ＣｅＮ配位键Ｎ原子向中心原子Ｃｅ的空轨道提供成键所需的电子Ｎ原子周围电子云密度降低使得与其相连的Ｃ原子周围电子云密度也降低因此原子核对核外电子的束缚能力增强导致０１０ＣｅＣ３Ｎ４样品中Ｃ１ｓ轨道和Ｎ１ｓ轨道的结合能升高９１７图７为０１０ＣｅＣ３Ｎ４样品Ｃｅ３ｄ能级的ＸＰＳ谱图Ｃｅ３ｄ３２和Ｃｅ３ｄ５２的谱峰分别用ｍ和ｎ标记其中ｍ３和ｎ３来源于Ｃｅ４ｍ１和ｎ１可归属为Ｃｅ３的光电子发射而ｍ２和ｎ２以及ｍ和ｎ则是电子从充满的Ｏ２ｐ轨道转移到空的Ｃｅ４ｆ轨道引起的ＸＰＳ结果表Ｆｉｇ７ＸＰＳｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＣｅ３ｄｏｆ０１０ＣｅＣ３Ｎ４ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓ

5 No.11 梁瑞钰等 : 铈掺杂石墨相氮化碳的合成及可见光光催化性能 1957 明, 0 10 Ce C 3 样品中 Ce 以 Ce 3+ 及 Ce 4+ 的形式共存 [24,25], Ce 4+ / Ce 3+ 氧化还原偶对的存在对抑制光生电子 / 空穴对的复合具有重要意义, 这与 PL 测试及光催化活性测试结果相符. 2.6 样品的光催化性能在可见光下对亚甲基蓝水溶液的光催化降解结果如图 8 ( A) 所示. 可见, 在 80 min 时对亚甲基蓝的降解率为 57 63%, 0 10 Ce C 3, 0 50 Ce C 3 和 1 00 Ce C 3 在相同条件下对亚甲基蓝的降解率则分别为 98 51%, 95 73% 和 84 58%. 图 8(B) 为根据一级动力学方 Fig.8 Photocatalytic performance of and x Ce C 3 under visible light irradiation(a) and first order kinetics curves of Methylene blue degradation( B) a. ; b Ce C 3 ; c Ce C 3 ; d Ce C 3 ; e. blank. 程 -ln(c / c 0 )= kt(c 和 c 0 分别为 t 时刻和初始时刻亚甲基蓝溶液的浓度 ), 由 -ln(c / c 0 ) 对时间 t 作图所得的光催化剂对亚甲基蓝的降解动力学曲线, 由直线的斜率可得到速率常数 k. 计算结果表明, 的速率常数 k 为 min -1, 0 10 Ce C 3, 0 50 Ce C 3 和 1 00 Ce C 3 的速率常数 k 分别为 , 和 min Ce C 3 的活性最高, 其速率常数是的 4 9 倍. 图 9 是 0 10 Ce C 3 对亚甲基蓝水溶液光催化循环稳定性的测试结果. 可见, 经 5 次循环后, 0 10 Ce C 3 的光催化活性仍能保持 96%, 表明该材料具有良好的重复使用活性. Fig.9 Cycling times of 0 10 Ce C 3 for photodegradation of Methylene blue under visible light 以上结果表明, Ce 掺杂可显著提高的可见光光催化活性, 其中 0 10 Ce C 3 的活性最佳. 这可能与 Ce 4+ 具有未填满的 4f 轨道, 能够起到光生电子捕获剂的作用有关, 电子被 Ce 4+ 捕获后, 较难与空穴再结合, 从而可有效分离光生电子 / 空穴, 延缓光生电荷复合 [18,25], 该过程可以通过式 (1) 来表示. 同时, 稀土元素具有储氧能力, 样品表面的氧可以被 Ce 3+ 俘获, 从而增加活性物种的数量, 该过程可以通过式 (2) 来表示. 然而, 当 Ce 掺杂量过高时, 体系中 Ce 4+ 离子浓度升高, Ce 4+ 离子捕获光生电子生成大量的 Ce 3+, 而 Ce 3+ 也可以成为光生空穴的捕获剂, 从而间接发生光生电子 / 空穴的复合 [18], 反而不利于光催化活性的提高. Ce 4+ + e - Ce 3+ (1) Ce 3+ + O 2 O Ce 4+ (2) 结合以上分析结果, 0 10 Ce C 3 的光催化活性远优于, 可归因于适量 Ce 掺杂引起的光生电子 / 空穴对复合率降低晶粒尺寸减小比表面积增大体系活性物种数量增多这几方面效应所带来的协同效应. 根据 PL 分析, 掺杂适量 Ce 可以促进光生电子 / 空穴分离, 从而有效提高光生载流子的产率. 根据 XRD, BET 及 TEM 分析, 晶粒尺寸减小可以提供更多的活性位点, 有利于吸附更多反应物

6 1958 高等学校化学学报 Vol.37 分子, 也是 Ce 掺杂样品光催化活性提高的重要原因. 最后, 稀土离子特有的多价态及储氧能力可增加活性物种数量, 提高高价态稀土离子对光生电子的捕获, 从而降低光生电子 / 空穴的复合率. 3 结论以硝酸铈和三聚氰胺为原料制备不同铈掺杂量的 Ce 掺杂. 以可见光催化降解亚甲基蓝水溶液为模型反应评价了样品的光催化活性. 结果表明, Ce 掺杂可显著提高的可见光催化活性, 其中 0 10 Ce C 3 具有最佳的光催化活性, 80 min 对亚甲基蓝的降解率高达 98 51%, 速率常数达到 min -1, 是纯的 4 9 倍, 同时表现出良好的重复使用活性. Ce 掺杂后较优的光催化活性可归因于适量 Ce 掺杂引起的光生电子 / 空穴对复合几率降低晶粒尺寸减小比表面积增大体系活性物种数量增多这几方面效应的综合影响. 采用热解法合成 Ce 掺杂样品具有无毒成本低操作简单的优点, 且制得的 Ce 掺杂样品光催化活性远优于, 在光催化领域具有潜在的应用前景. 参考文献 [ 1 ] Hoffmann M. R., Martin S. T., Choi W., Bahnemann D. W., Chem. Rev., 1995, 95(1), [ 2 ] Wang X. C., Maeda K., Thomas A., Takanabe K., Xin G., Carlsson J. M., Domen K., Antonietti M., Nature Mater., 2009, 8, [ 3 ] Zhang Q., Hu S. Z., Li F. Y., Fan Z. P., Wang Q., Wang F., Li W., Liu D. S., Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(3), ( 张倩, 胡绍争, 李法云, 范志平, 王琼, 王菲, 李薇, 刘道胜. 高等学校化学学报, 2016, 37(3), ) [ 4 ] Wang X. C., Maeda K., Chen X. F., Takanabe K., Domen K., Hou Y. D., Fu X. Z., Antonietti M., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131(5), [ 5 ] Li X. H., Wang X. C., Antonietti M., Chem. Sci., 2012, 3, [ 6 ] Xu J., Wang Y. J., Zhu Y. F., Langmuir, 2013, 29(33), [ 7 ] Yan S. C., Li Z. S., Zou Z. G., Langmuir, 2010, 26(6), [ 8 ] Liu G., Niu P., Sun C. H., Smith S. C., Chen Z. G., Lu G.. Q., Cheng H. M., J. Am. Chem. Soc., 2010, 132( 33), [ 9 ] Wang X. C., Chen X. F., Thomas A., Fu X. Z., Antonietti M., Adv. Mater., 2009, 21(16), [10] Di Y., Wang X. C., Thomas A., Antonietti M., Chem. Cat. Chem., 2010, 2(7), [11] Yang Y. X., Guo Y. N., Liu F. Y., Yuan X., Guo Y. H., Zhang S. Q., Guo W., Huo M. X., Appl. Catal. B: Environ., 2013, 142, [12] Wang Y. J., Shi R., Lin J., Zhu Y. F., Energy Environ. Sci., 2011, 4, [13] Fu J., Chang B. B., Tian Y. L., Xi F. N., Dong X. P., J. Mater. Chem. A, 2013, 1, [14] Xu H., Yan J., Xu Y. G., Song Y. H., Li H. M., Xia J. X., Huang C. J., Wan H. L., Appl. Catal. B: Environ., 2013, 129, [15] Yue B., Li Q. Y., Iwai H., Kako T., Ye J. H., Sci. Technol. Adv. Mater., 2011, 12, [16] Xu D. D., Li X. N., Liu J., Huang L. H., J. Rare Earth, 2013, 31(11), [17] Jin R. R., You J. G., Zhang Q., Liu D., Hu S. Z., Gui J. Z., Acta Phys. Chim. Sin., 2014, 30(9), ( 金瑞瑞, 游继光, 张倩, 刘丹, 胡绍争, 桂建舟. 物理化学学报, 2014, 30(9), ) [18] Jing L. Q., Sun X. J., Cai W. M., Li X. Q., Fu H. G., Hou H. G., Fan N. Y., Acta Chimica Sinica, 2003, 61(8), ( 井立强, 孙晓君, 蔡伟民, 李晓倩, 付宏刚, 候海鸽, 范乃英. 化学学报, 2003, 61(8), ) [19] Bojdys M. J., Müller J. O., Antonietti M., Thomas A., Chem. Eur. J., 2008, 14(27), [20] Li X. F., Zhang J., Shen L. H., Ma Y. M., Lei W. W., Cui Q. L., Zou G. T., Appl. Phys. A, 2009, 94(2), [21] Cao Y. H., Tong Y. F., Zhang J., Li F.Y., Fan Z. P., Bai J., Mao W., Hu S. Z., Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(7), ( 曹宇辉, 佟宇飞, 张健, 李法云, 范志平, 白金, 毛微, 胡绍争. 高等学校化学学报, 2016, 37(7), ) [22] Ge L., Han C. C., Appl. Catal. B: Environ., 2012, 117, [23] Huang L. Y., Synthesis and Photocatalytic Activities of Graphite like Carbon Nitride Composites with Visible Light Response, Jiangsu University, Zhenjiang, 2013( 黄立英. 可见光响应型石墨相氮化碳复合材料的制备及其降解有机污染物研究, 镇江 : 江苏大学, 2013) [24] Fu H., Luo X. Z., Yuan X., Shi J. X., Gao B. F., Journal of Functional Materials, 2013, 44(24), ( 富好, 罗秀针, 袁

No.11 梁瑞钰等 : 铈掺杂石墨相氮化碳的合成及可见光光催化性能 1959 霞, 施俊新, 高碧芬. 功能材料, 2013, 44(24), 3567 3568) [25] Liu L., Cui W. Q., Liang Y. H., Qiu F. L., Acta Chimica Sinica, 2010, 68(3), 211 216( 刘利, 崔文权, 梁英华, 邱发礼.

7 No.11 梁瑞钰等 : 铈掺杂石墨相氮化碳的合成及可见光光催化性能 1959 霞, 施俊新, 高碧芬. 功能材料, 2013, 44(24), ) [25] Liu L., Cui W. Q., Liang Y. H., Qiu F. L., Acta Chimica Sinica, 2010, 68(3), ( 刘利, 崔文权, 梁英华, 邱发礼. 化学学报, 2010, 68(3), ) Preparation of Ce Doped Graphitic Carbon Nitride with Enhanced Visible light Photocatalytic Activity LIANG Ruiyu, XU Dongdong, ZHA Wenying, QI Jizhen, HUANG Langhuan ( Department of Chemistry, College of Life Science and Technology, Jinan University, Guangzhou , China) Abstract Graphite carbon nitride ( ) doped with different amounts of Ce were prepared with Ce(NO 3 and melamine as raw materials. The as prepared samples were characterized by X ray diffraction ( XRD), transmission electron microscopy( TEM), Fourier transform infrared spectroscopy( FTIR), ultraviolet visible diffuse reflectance spectroscopy( DRS), photoluminescence( PL) and X ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results showed that the Ce doped into exists in the form of Ce 3+ and Ce 4+. Ce dopant could decrease the grain size, increase the electron / hole separation rate and affect the energy band structure. Be cause of these properties, the obtained Ce doped exhibited an enhanced visible light photocatalytic ac tivity toward degradation of methylene blue when compared with pure. In particular, the 0 10 Ce C 3 sample exhibited the highest activity. The degradation rate of MB over 0 10 Ce C 3 was 98 51% in 80 min. The rate constant for 0 10 Ce C 3 reached min -1, which was 4 9 times that of pure Ce C 3 also displayed good stability with slight decrease of photocatalytic efficiency after five times recycles. A possible mechanism of the improvement of visible light photocatalytic activity was proposed. Keywords Graphite carbon nitride( ); Photocatalysis; Ce doping; Visible light (Ed.: S, Z, M) Supported by the Challenge Cup of Jinan University, China( No ) and the Students Innovation and Entrepreneurship Training Program in Jinan University, China( No.CX15090).

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<D2BDC1C6BDA1BFB5CDB6C8DAD7CAB8DFB7E5C2DBCCB3B2CEBBE1C3FBB5A52E786C7378> 参会人员名单 Last Name 姓名公司 Tel Fax Bai 柏煜康复之家 8610 8761 4189 8610 8761 4189 Bai 白威久禧道和股权投资管理 ( 天津 ) 有限公司 8610 6506 7108 8610 6506 7108 Bao 包景明通用技术集团投资管理有限公司 8610