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第 36 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.36, No.5
201 9 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2019

催化与分离提纯技术
硫酸根改性 g-C N 的制备及其催化性能
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马 琳，赵艳锋，张春龙，胡绍争
（辽宁石油化工大学 化学化工与环境学部，辽宁 抚顺 113001）

摘要：采用酸水热后处理法制备了具有优异光催化合成双氧水性能的硫酸根改性石墨相氮化碳纳米棒催化
剂。采用 XRD、N 2 吸附脱附、UV-Vis、FTIR、SEM、XPS、TPD、EIS 及荧光光谱对催化剂进行表征。结果
显示：硫酸根的引入改变了催化剂的结构性质、光学性质和氧气吸附能力。以高压钠灯为光源，乙二胺四
乙酸为空穴捕获剂，所制备的硫酸根改性氮化碳催化剂的双氧水平衡浓度为 2.7 mmol/L，是纯氮化碳的 2.7
倍。所制备的硫酸根改性氮化碳催化剂的双氧水平衡浓度为 2.7 mmol/L，是纯氮化碳的 2.7 倍。
关键词：石墨相氮化碳；硫酸根改性；酸水热处理；合成双氧水；光催化
中图分类号：O6 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 05-0898-07

Synthesis and Photocatalytic Performance of Sulfate
Modified Graphitic Carbon Nitride

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MA Lin, ZHAO Yan-feng, ZHANG Chun-long, HU Shao-zheng
（College of Chemistry, Chemical Engineering, and Environmental Engineering, Liaoning Shihua University, Fushun
113001, Liaoning, China）

Abstract: Sulfate modified graphitic carbon nitride nanorods as an efficient photocatalyst for the
production of hydrogen peroxide was prepared via acid-hydrothermal method. XRD, N 2 adsorption, UV-Vis,
FTIR, SEM, XPS, TPD, EIS and PL were used to characterize the obtained catalysts. The results showed
that sulfate modification not only influenced the morphology, structure property and optical property of
catalyst, but also promoted its O 2 adsorption ability. The equilibrium concentration of hydrogen peroxide
over the as-prepared sulfate modified graphitic carbon nitride catalyst was 2.7 mmol/L, higher 2.7 times
than that over neat graphitic carbon nitride, using high-pressure sodium lamp as light source and
ethylenediaminetetraacetic acid as hole scavenger.
Key words: graphitic carbon nitride; sulfate modification; acid-hydrothermal method; production of
hydrogen peroxide; photocatalysis
Foundation item: National Natural Science Foundation of China (41571464)

半导体光催化技术可以利用太阳能驱动一系列 2011 年，Zhou [14] 等通过酸水热法制备了 H 2 Ti 3 O 7 光
重要的化学反应，在光催化产氢、有机合成、固氮 催化剂。近年来，酸处理也被用于制备 g-C 3 N 4 基催
和消除有机污染物等领域有着巨大的应用潜力 [1-6] 。 化剂。Tong [15] 等通过将水逐滴加入 g-C 3 N 4 和浓
[7]
2009 年，Wang 等首次发现石墨相氮化碳（g-C 3 N 4 ） H 2 SO 4 的混合物中来制备 g-C 3 N 4 纳米片。与块状
在光催化产氢反应上有着意想不到的效果。目前， g-C 3 N 4 相比，所制备的 g-C 3 N 4 纳米片在光生电荷分
研究者多致力于通过改性提高 g-C 3 N 4 基光催化剂的 离和转移方面表现出极大的优越性，其可见光催化
性能。常见的改性方法有金属及非金属掺杂 [8-10] 、 分解水制 H 2 的活性显著增强。过氧化氢（H 2 O 2 ）是
共聚合 [11] 、半导体复合 [12] 、催化剂结构设计 [13] 等。 一种绿色高效的氧化剂，广泛应用于医药、造纸、
水热法是合成和改性固体催化剂的常用方法。 有机合成等领域 [16-17] 。工业上，目前采用蒽醌法生

收稿日期：2018-08-22; 定用日期：2018-12-26; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180615
基金项目：国家自然科学基金（41571464）
作者简介：马 琳（1992—），女，硕士生。联系人：胡绍争（1981—），男，副教授，E-mail：hushaozhenglnpu@163.com。