碳基光催化剂研究进展
《2024年生物炭基双效光催化剂的制备及其去除环丙沙星性能的研究》范文
《生物炭基双效光催化剂的制备及其去除环丙沙星性能的研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中抗生素污染已成为当前研究的热点之一。
环丙沙星（CPX）作为一种广谱抗菌药物，广泛用于人类和动物疾病的治疗，其在环境中的残留已引起广泛关注。
因此，开发高效、环保的光催化剂以去除水中的环丙沙星等抗生素已成为环境保护领域的重要任务。
本文以生物炭基双效光催化剂为研究对象，探讨了其制备方法及其对环丙沙星去除性能的研究。
二、生物炭基双效光催化剂的制备1. 材料与设备本实验所使用的材料包括生物炭、半导体材料等。
实验设备包括光反应器、分光光度计、扫描电子显微镜等。
2. 制备方法本实验采用共沉淀法与煅烧法相结合，将生物炭与半导体材料复合，制备出生物炭基双效光催化剂。
具体步骤包括：将生物炭与半导体材料溶解于同一溶液中，加入沉淀剂进行共沉淀，然后进行煅烧处理，得到生物炭基双效光催化剂。
三、光催化剂去除环丙沙星性能研究1. 实验方法在实验室条件下，以环丙沙星为处理对象，利用制备的生物炭基双效光催化剂进行降解实验。
实验过程中，分别测定不同条件下的降解效率、动力学常数等指标。
2. 结果与讨论实验结果表明，制备的生物炭基双效光催化剂对环丙沙星具有较高的去除性能。
在适宜的光照条件下，光催化剂的降解效率随反应时间的延长而逐渐提高。
此外，实验还发现，光催化剂的制备条件（如生物炭与半导体材料的比例、煅烧温度等）对环丙沙星的去除性能具有显著影响。
通过优化制备条件，可以提高光催化剂的去除性能。
四、性能分析1. 反应机理分析生物炭基双效光催化剂的去除环丙沙星性能与其独特的结构及反应机理密切相关。
在光照条件下，光催化剂能够产生光生电子和空穴，这些活性物种能够与环丙沙星发生氧化还原反应，从而将其降解为低毒或无毒的小分子物质。
此外，生物炭的加入还可以提高光催化剂的吸附性能和稳定性，从而提高其去除性能。
2. 影响因素分析影响生物炭基双效光催化剂去除环丙沙星性能的因素较多，包括光照强度、pH值、反应温度等。
类石墨相氮化碳基光催化剂的制备及其光催化性能研究
分类号：TQ579单位代码：10110学号：S*******中北大学全日制工程硕士学位论文类石墨相氮化碳基光催化剂的制备及其光催化性能研究硕士研究生谢春妹校内指导教师张立新校外指导教师李万辉所在领域化学工程2018年5月24日图书分类号TQ579密级非密UDC注1_____________________________________________________________全日制工程硕士学位论文类石墨相氮化碳基光催化剂的制备及其光催化性能研究谢春妹校内指导教师（姓名、职称）张立新教授校外指导教师（姓名、职称）李万辉高级工程师申请学位级别工程硕士所在领域（研究方向）化学工程（光催化）论文提交日期2018年6月4日论文答辩日期2018年5月24日学位授予日期年月日论文评阅人赵志换副教授弓亚琼副教授答辩委员会主席马国章教授2018年5月24日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类类石墨相氮化碳基光催化剂的制备及其光催化性能研究摘要环境污染和能源问题是人类面临的两个重大问题，特别是由化石燃料燃烧所产生的二氧化碳（CO2）排放到空气中造成的温室效应已成为全球性问题。
CO2既是一种环境污染物，同时也是一种重要的碳源，寻求合适的方法将CO2转化为有价值的产品既可以解决环境问题，同时还能缓解能源危机。
光催化技术是一种绿色环保的技术，以太阳能为动力，反应条件温和，不产生有毒有害的副产物，在催化还原CO2方面有较好的应用。
光催化还原CO2是模拟植物光合作用固定CO2，将引起温室效应的CO2转化成CH4、CH3OH等碳氢燃料。
目前报道的很多光催化材料都是因为光响应范围窄，光催化性能低以及光催化剂的不稳定性而导致其应用范围受到限制，因此，高效、稳定的新型光催化材料成为目前的研究重点。
类石墨相氮化碳（g-C3N4）因其本身具有可见光响应性和良好的发展前景而备受关注，但是纯g-C3N4的比表面积小、光生载流子的分离率低，导致其光催化性能较低。
碳基催化剂研究与应用
碳基催化剂研究与应用1.碳基催化剂的研究背景2.碳基催化剂的特点2)高催化活性：碳基催化剂具有较高的催化活性，能够在较低的温度和压力下催化反应发生，提高反应速率和选择性。
例如，碳纳米管催化剂在氧还原反应中表现出优异的催化活性，与商业铂碳催化剂相媲美。
3)良好的选择性：碳基催化剂具有良好的选择性，能够选择性地催化目标产物的生成，减少副产物的生成。
这可以通过调控催化中心的结构和表面官能团实现。
4)可再生性：碳基催化剂可以通过简单的处理方法进行再生和循环使用。
一些碳基材料具有较高的稳定性和耐腐蚀性，可以在催化反应中长时间稳定地工作。
3.碳基催化剂的应用1)能源转换：碳基催化剂在能源转换中具有重要应用，例如作为燃料电池的催化剂用于氧还原反应，碳基催化剂能够提高燃料电池的效率和稳定性。
2)环境修复：碳基催化剂在环境修复中具有广阔的应用前景。
例如，碳基催化剂可以催化有害气体的吸附和还原，用于大气污染的治理。
3)有机合成：碳基催化剂在有机合成中能够催化多种反应，例如羰基化反应、烯烃加氢等。
碳基催化剂可替代传统的金属催化剂，实现高效、环境友好的有机合成。
4.碳基催化剂的挑战和展望虽然碳基催化剂在许多领域中具有广泛的应用前景，但仍然存在一些挑战。
首先是碳基催化剂的催化活性和选择性需要进一步提高，以满足更加复杂的催化反应要求。
其次，碳基催化剂的制备方法和工艺还有待进一步优化，以提高催化剂的性能和稳定性。
最后，碳基催化剂的多尺度效应和催化机理等方面的研究还需深入。
展望未来，随着碳基催化剂研究的深入和发展，碳基催化剂将在更多的领域中得到应用。
科研人员可以通过多种方法优化碳基催化剂的结构和性能，探索更多的催化反应和机理。
这将促进碳基催化剂的商业化应用，推动催化领域的发展。
碳基电催化材料的制备及其催化性能研究
碳基电催化材料的制备及其催化性能研究一、引言在当今环境污染日益严重的背景下，寻找可替代传统石油能源的清洁能源具有重要意义。
碳基电催化材料因其良好的催化性能和可持续性而备受关注。
本文将介绍碳基电催化材料的制备方法，以及其在催化反应中的应用和性能研究。
二、碳基电催化材料的制备1. 石墨烯材料石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构，具有优异的导电性和催化活性。
常见的石墨烯制备方法包括化学气相沉积、机械剥离和氧化石墨烯还原等。
通过控制制备条件和添加不同的催化剂，可以获得具有特定结构和性能的石墨烯材料，用于水分解、电解还原和电化学传感等催化反应。
2. 碳纳米管材料碳纳米管是由碳原子构成的空心管状结构，具有高比表面积和良好的电导性，被广泛应用于能源转化和储存领域。
碳纳米管的制备方法包括化学气相沉积、电化学沉积和碳原子纳米薄膜剥离等。
通过调控碳纳米管的结构和尺寸，可以改善其催化活性和选择性，实现高效能源转换。
三、碳基电催化材料的催化性能研究1. 氧还原反应氧还原反应是一种重要的催化反应，旨在高效利用氧气和提高能源转化效率。
碳基电催化材料作为氧还原反应的催化剂具有重要的应用前景。
石墨烯和碳纳米管等材料在氧还原反应中表现出优异的催化性能，显示出较高的电子转移速率和反应活性，可作为燃料电池和超级电容器等能源存储和转换器件的重要组成部分。
2. 水电解制氢反应水电解制氢是一种可持续性高的制氢方法，其关键在于寻找具有高催化活性和稳定性的催化剂。
碳基电催化材料由于其良好的导电性和化学稳定性，被广泛研究用于水分解反应。
通过调控碳基电催化材料的结构和表面官能团，可以提高其催化活性和稳定性，实现高效制氢过程。
3. 二氧化碳还原反应二氧化碳还原反应是将二氧化碳转化为高值化学品或燃料的过程，具有重要的环境和能源应用价值。
碳基电催化材料在二氧化碳还原反应中展示出了良好的活性和选择性。
通过调控碳基电催化材料的表面结构和催化剂负载方式，可以提高二氧化碳的还原效率，实现碳资源的有效转化和利用。
碳基催化剂的制备及其应用研究
碳基催化剂的制备及其应用研究碳基催化剂是一种具有广泛应用前景的高效催化剂。
它能够在常温常压下催化各种有机反应，且在其生产过程中不需要使用昂贵的金属催化剂。
因此，碳基催化剂的制备及其应用研究一直备受关注。
一、碳基催化剂的制备方法碳基催化剂的制备方法可以分为自组装法、水热法、物理混合法、溶胶-凝胶法和碳化法等。
其中，自组装法是一种较为常用的制备方法。
其步骤主要包括物种自组装、高温煅烧和活化等。
该方法的优点是催化活性高、制备过程简单。
而缺点则在于制备成本较高、容易受到外界环境的影响。
二、碳基催化剂的应用研究碳基催化剂的应用研究主要集中在有机反应领域。
例如，碳基催化剂可以催化一氧化碳氢化反应、氯苯改性反应和染料还原反应等。
此外，碳基催化剂还可以作为金属催化剂的替代品，用于光催化水分解、半导体制备和电化学催化等领域。
三、碳基催化剂存在的问题碳基催化剂虽然具有许多优点，但仍然存在一些问题。
例如，其稳定性较差，在合成及使用时易受到外界环境的影响。
此外，碳基催化剂的催化活性受到物质的限制，且存在着催化失活等问题。
因此，对于碳基催化剂的改进和研究仍然是必要的。
四、未来碳基催化剂的发展方向未来碳基催化剂的发展方向将主要集中在提高催化剂的催化活性和稳定性。
例如，可以通过改变催化剂结构和组分、添加协同因子等方式来提高催化剂的催化活性。
同时，可以通过改变制备方法、增加XRD和NMR等测试手段，来提高催化剂的稳定性。
总之，碳基催化剂是一种十分有前景的催化剂。
在未来，将有越来越多的科研人员致力于碳基催化剂的制备及其应用研究中。
生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第1期生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展张鹏会，李艳春，胡怀生，齐慧丽，胡浩斌（陇东学院化学化工学院，甘肃庆阳745000）摘要：生物炭因具有独特的表面性质、易修饰的官能团、良好的导电性和化学稳定性常被用作光催化剂的载体。
将光催化剂与生物炭复合制备得到生物炭基光催化剂，不仅将二者的优势有效结合起来，同时得到的复合材料在官能团、孔性能、表面活性位点、催化降解能力等方面均有显著改善。
生物炭良好的导电性提高了光催化过程中电子-空穴对分离的效率，丰富的表面官能团能够吸附固定不同的污染物，便于其光催化去除。
本文综述了生物炭基光催化剂的各种制备工艺、催化性能及其对废水处理的影响，详细地介绍了溶胶-凝胶、超声、水热/溶剂热、水解、焙烧、沉淀和热缩聚等生物炭基光催化剂的制备方法。
此外，还通过深入的机理分析，探讨了生物炭基光催化剂对污染物的吸附和光催化降解的协同效应。
最后，归纳了生物炭基光催化剂在不同污染物去除方面的应用并展望了未来的发展前景和潜力。
关键词：生物炭；光催化剂；废水；降解中图分类号：TB33；X52文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）01-0001-16Preparation of biochar-based photocatalysts,properities andenvironmental applications:a reviewZHANG Penghui ，LI Yanchun ，HU Huaisheng ，QI Huili ，HU Haobin(College of Chemistry and Chemical Engineering,Longdong University,Qingyang 745000,Gansu,China)Abstract:Biochar can be used as an excellent platform for supporting various photocatalytic particles due to its unique surface properties,easily tunable functional groups,chemical stability,and electrical pounding photocatalysts with biochar can produce biochar-based photocatalysts and combine the advantages of biochar with catalysts.The resulting composites can significantly improve in functional groups,pore properties,surface active sites,catalytic degradation ability and so on.The electron-conductive nature of biochar can reduce the quick recombination of the e -/h +pair during photocatalysis and suitable surface functional groups enable immobilization of different pollutants,which is favorable for photocatalysis.The paper aims to review and summarize the various synthetic techniques and physicochemical properties of biochar-based photocatalysts and their effects on the decontamination of wastewater.Various preparation methods including sol-gel,ultrasound,hydrothermal/solvothermal,hydrolysis,calcination,precipitation and thermal polycondensation are summarized and discussed in detail.Furthermore,the synergistic effects of adsorption and photodegradation of pollutants by biochar-based photocatalysts are discussed with in-depth mechanistic evidence.Finally,the application of biochar-based photocatalysts for different特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0170收稿日期：2021-01-25；修改稿日期：2021-02-26。
氮化碳基复合材料的制备及其光-光电催化性能的研究
氮化碳基复合材料的制备及其光-光电催化性能的研究氮化碳基复合材料的制备及其光/光电催化性能的研究近年来，随着环境污染问题的日益突出，人们对于新型高效可持续材料的迫切需求促使了氮化碳基复合材料的兴起。
在能源转化和环境治理领域，氮化碳基复合材料因其独特的催化性能而备受研究者的关注。
本文将重点介绍氮化碳基复合材料的制备方法及其在光/光电催化领域的应用。
首先，我们来了解一下氮化碳基复合材料的制备方法。
氮化碳是一种由碳和氮元素组成的二元化合物，它具有优良的光催化性能。
制备氮化碳基复合材料的方法主要包括直接热处理法、溶胶-凝胶法、电化学沉积法等。
其中，直接热处理法是一种简单易行的制备方法，通常通过热解含有碳和氮源的前驱体来得到氮化碳基复合材料。
溶胶-凝胶法则利用溶胶和凝胶的形成过程，构建稳定的复合结构。
电化学沉积法是一种通过电化学反应在电极表面生成复合材料的方法。
制备好的氮化碳基复合材料具有许多优异的性质。
首先，氮化碳基复合材料具有良好的光催化性能。
其能够利用吸收到的可见光和紫外光，产生高活性的电子和空穴对，从而促使光催化反应的进行。
其次，氮化碳基复合材料还具有较高的光电转换效率。
通过在氮化碳基材料中引入其他功能材料或其它半导体材料，并调控其能带结构和电子传输性质，可以提高光电转换效率。
此外，氮化碳基复合材料还具有很好的化学稳定性和可重复使用性。
在光/光电催化领域，氮化碳基复合材料已经得到了广泛的应用。
首先，氮化碳基复合材料可用于光催化降解有机污染物。
由于其良好的光催化性能，可以利用氮化碳基复合材料制备光催化剂，通过光解或光氧化反应降解有机污染物，从而达到净化环境的目的。
此外，氮化碳基复合材料还可以用于光电催化水分解制氢。
通过在氮化碳基材料中引入适当的共催化剂，可以实现可见光驱动的水的光解反应，将水分解为氢气和氧气。
这为未来清洁能源的开发提供了新的途径。
总结来看，氮化碳基复合材料是一种具有潜力的催化材料。
制备氮化碳基复合材料的方法多种多样，光/光电催化性能突出。
列出2023年出版的光催化剂的文献
列出2023年出版的光催化剂的文献随着环境问题的日益突出，绿色能源的研究备受关注。
光催化技术作为一种能够将太阳能转化为可用能源的方法，受到了广泛关注。
光催化剂作为光催化反应的核心组成部分，其性能的提升对于提高光催化反应效率至关重要。
本文将列举2023年出版的光催化剂的文献，介绍其中的研究成果和进展。
1. "A novel mesoporous TiO2/graphene composite for enhanced photocatalytic activity"（《一种新型介孔TiO2/石墨烯复合材料用于增强光催化活性》）该文献报道了一种新型的介孔TiO2/石墨烯复合材料，并研究了其在光催化反应中的应用。
研究结果表明，该复合材料具有较高的比表面积和光吸收能力，可显著提高光催化反应的效率。
2. "Design and synthesis of plasmonic metal-semiconductor hybrid nanostructures for efficient photocatalysis"（《等离子体金属-半导体混合纳米结构的设计与合成用于高效光催化》）该研究通过设计和合成等离子体金属-半导体混合纳米结构，实现了高效光催化反应。
研究结果表明，该混合纳米结构能够增强光吸收和光催化反应效率，为光催化剂的设计提供了新思路。
3. "Development of carbon-based nanomaterials as efficient visible-light photocatalysts"（《碳基纳米材料作为高效可见光催化剂的开发》）该文献介绍了一种基于碳的纳米材料作为可见光催化剂的研究。
研究人员通过调控碳纳米材料的结构和组成，实现了其在可见光范围内的高效催化活性。
此研究为碳纳米材料在光催化领域的应用提供了新的思路。
4. "Photocatalytic water splitting for hydrogen production using metal oxide-based catalysts"（《基于金属氧化物的催化剂的光催化水分解制氢》）该研究探讨了基于金属氧化物的催化剂在光催化水分解制氢中的应用。
g—C3N4-TiO2光催化研究进展
g—C3N4-TiO2光催化研究进展环境污染和能源短缺已经给人类的健康和生命带来了巨大的危害，因此，它们已经成为全社会面临的两个全球性问题。
光催化作为解决环境和能源问题的有效途径，已经成为时代的需要，引起了研究者的广泛关注。
在众多半导体光催化剂中，TiO2已经成为环境净化的标杆，用于多种有机物、病毒、细菌、真菌、藻类和癌细胞研究领域，可以将有机污染物完全降解并矿化成CO2、H2O和无害无机物。
但是，TiO2的禁带宽度仅为3.2ev，对地球太阳光的吸收利用率仅占5%，所以，研究者们提出了许多改性方法。
1TiO2改性研究进展在已经研究的各种光催化剂中，TiO2被认为是最有潜力的一种，因为它具有成本低、无毒、性能稳定的优点。
在实际应用中，二氧化钛因其较强的光催化性能、化学和生物惰性、高光化学稳定性被广泛应用于有机化合物的分解中。
然而，传统TiO2在催化效果上存在缺陷，主要是由以下两个方面引起的。
一方面，约3.2 eV的带隙使其只能吸收紫外线区域的光，对可见光的吸收几乎为零，从而没有有效利用地球太阳光资源；另一方面，光生电子和空穴的复合现象严重，极大地限制了TiO2的催化性能[1-3]。
目前，已经报道了各种提高TiO2催化活性的改性方法，如非金属氧化物负载、半导体材料表面吸附可发生敏化的染料，或带有磁性的Fe离子混摻等，都很有效的激发了光催化活性。
G.Scarduelli等采用射频磁控法制备了TiO2、N掺杂TiO2、V（钒）掺杂TiO2和V-N共掺杂TiO2薄膜。
研究表明，N掺杂、V掺杂和V-N共掺杂分别使TiO2的带隙降低到3.0eV、2.8eV和2.5eV。
通过对亚甲基蓝、氯酚和硝基苯酚降解观察到，与单掺杂和未掺杂TiO2相比，因可见光吸收光谱拓宽和降低光生电荷复合等因素，V-N共掺杂TiO2具有最高的光催化活性。
Mehrzad Feilizadeh等采用溶胶-凝胶法成功地合成了镧系/聚乙二醇修饰的TiO2（La/Peg/TiO2）。
光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展
光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展光催化CO2还原技术是一种利用太阳能或其他光源作为能量源，通过催化剂的作用将CO2转化为有机物的技术。
该技术可以实现CO2的有效利用和降低碳排放，是一种非常具有潜力的碳减排技术。
目前，研究人员主要通过两种路径将CO2还原为有机物，一种是光热协同还原，另一种是直接光催化还原。
光热协同还原是指在光热作用下，催化剂吸附和活化CO2，并由光热协同作用促进行CO2的还原反应。
而直接光催化还原是指光照下，催化剂表面吸附和活化CO2分子，并实现直接的光催化还原反应。
这两种途径的研究都取得了一定的进展，但也存在着一些挑战，例如催化剂的稳定性、选择性以及反应速率等方面的问题。
针对以上挑战，研究人员主要通过以下几个方面进行技术的改进：首先是催化剂的设计与合成。
近年来，研究人员通过设计新型结构的催化剂，改进催化剂的晶体结构、表面活性位点以及孔道结构等，以提高催化剂的活性和选择性。
其次是表面改性技术。
通过表面改性可以增加催化剂的表面积、改变催化剂的电子结构和表面物理化学性质，从而提高催化剂的活性和稳定性。
再次是多相催化技术。
多相催化技术利用多相界面的特殊性质，通过构建光催化CO2还原的多相反应体系，提高CO2的吸附和活化效率，增加反应物和产物的传输和分离效率，从而提高光催化CO2还原的效率和选择性。
最后是协同催化技术。
在光催化CO2还原反应中，考虑到CO2分子的高活化能和多个电子的参与，研究人员通过设计协同催化体系实现多电子催化还原，提高CO2的还原效率和产品选择性。
当前，光催化CO2还原技术及催化剂的研究已取得了一系列的进展。
部分研究人员通过设计碳基材料催化剂，提高了催化剂的活性和选择性。
一些研究团队也通过合成金属有机框架材料等新型催化剂，提高了催化剂对CO2的吸附和活化能力。
还有研究人员通过负载金属催化剂或合金催化剂改善了催化剂的稳定性和耐用性。
还有不少研究团队通过构建多相反应系统，提高了CO2的吸附和活化效率，增加了CO2还原的效率和选择性。
氮化碳基光催化材料的制备及性能
氮化碳基光催化材料的制备及性能一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严峻，寻找高效、清洁的能源转换和存储技术已成为科学研究的重点。
光催化技术作为一种能够利用太阳能进行化学反应的绿色环保技术，受到了广泛的关注。
氮化碳（C3N4）作为一种新型的非金属半导体光催化材料，因其独特的电子结构和良好的化学稳定性，在光催化领域展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在深入探讨氮化碳基光催化材料的制备方法、表征手段以及其在光催化反应中的性能表现。
我们将首先介绍氮化碳的基本性质和研究背景，然后详细阐述各种制备氮化碳基光催化材料的方法，包括物理法、化学法以及新兴的模板法等。
随后，我们将通过一系列的实验数据和表征结果，分析氮化碳基光催化材料的结构、光学性质以及光催化性能。
我们将讨论氮化碳基光催化材料在实际应用中的前景和挑战，以期为未来光催化技术的发展提供有益的参考。
二、氮化碳基光催化材料的制备氮化碳（C3N4）作为一种非金属半导体光催化材料，在光催化领域展现出了巨大的应用潜力。
其独特的电子结构和稳定性使其成为光催化反应的理想选择。
氮化碳基光催化材料的制备过程通常包括前驱体的选择、热缩聚反应以及后续的改性处理等步骤。
选择合适的前驱体是制备氮化碳基光催化材料的关键。
常用的前驱体包括尿素、硫脲、三聚氰胺等富含碳、氮元素的有机物。
这些前驱体在热缩聚过程中能够发生缩聚反应，形成氮化碳的基本结构。
接下来，通过热缩聚反应将前驱体转化为氮化碳基光催化材料。
这一过程中，前驱体在高温下发生热解和缩聚，形成氮化碳的纳米结构。
通常，热缩聚反应需要在惰性气体保护下进行，以防止材料在制备过程中被氧化。
反应温度、时间和气氛等参数对氮化碳的结构和性能具有重要影响，因此需要进行精确控制。
为了进一步提高氮化碳基光催化材料的性能，还需要进行后续的改性处理。
常见的改性方法包括元素掺杂、表面修饰和构建复合结构等。
元素掺杂可以通过引入其他元素来调节氮化碳的电子结构和能带结构，从而提高其光催化活性。
氮化碳基光催化材料的制备及性能
氮化碳基光催化材料的制备及性能随着环境问题的日益严重，光催化技术作为一种绿色环保的能源转化和环境治理技术，越来越受到人们的。
光催化材料在光照条件下能够激发电子跃迁，将光能转化为化学能，从而实现污染物的降解和转化。
近年来，氮化碳基光催化材料因其优异的物理、化学性能而备受。
本文将介绍氮化碳基光催化材料的制备及性能，以期为未来的研究提供参考。
氮化碳基光催化材料的制备方法主要包括热解法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等。
其中，热解法是最常用的制备方法之一，其工艺流程如下：准备原料：通常使用尿素、蔗糖等含氮化合物作为氮源，石墨炭、活性炭等作为碳源。
混合：将氮源和碳源按照一定比例混合，并加入适量的催化剂。
热解：将混合物在高温下进行热解，生成氮化碳基材料。
气氛控制：在热解过程中需要严格控制反应气氛，以避免材料被氧化或碳化。
收集：收集热解后的产物，并进行洗涤、干燥等处理。
通过调整原料比例、热解温度等参数，可以实现对氮化碳基光催化材料性能的调控。
实验过程中还需注意安全问题，避免高温和有害气体的危害。
氮化碳基光催化材料具有优异的光催化性能，其主要表现在以下几个方面：光催化活性：氮化碳基材料具有较高的光催化活性，能够降解多种有机污染物，如苯酚、染料、农药等。
稳定性：与其他光催化材料相比，氮化碳基材料具有较好的稳定性，能够在高温、强酸、强碱等恶劣环境下保持较高的活性。
耐久性：氮化碳基材料的耐久性较好，能够连续使用较长时间，具有较长的使用寿命。
氮化碳基光催化材料具有广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面：环境污染治理：氮化碳基材料可以用于降解水中的有机污染物，净化水质。
同时，还可以用于空气净化，去除空气中的有害物质。
光电催化：光电催化是一种将太阳能转化为电能的光电转换技术。
氮化碳基材料具有较好的光电性能，可以用于光电催化电池的制作，提高太阳能的利用率。
传感器：氮化碳基材料可以用于制作传感器，检测环境中的有害物质，如甲醛、VOCs等。
石墨相氮化碳光催化剂的合成及其在环境工程领域的应用研究进展
石墨相氮化碳光催化剂的合成及其在环境工程领域的应用研究进展王楷;张高科【摘要】半导体光催化技术是当今世界范围内解决能源短缺和环境污染问题的一个重要方式.自石墨相氮化碳(g-C3N4)问世以来,石墨相氮化碳基光催化剂成为环境工程领域一个非常热门的研究课题.综述了g-C3N4基光催化剂的制备设计以及光催化产氢、污染物降解等环境工程领域研究进展,并对g-C3N4基光催化剂在环境工程中的发展进行了展望.【期刊名称】《湖北师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】5页(P76-79,99)【关键词】石墨相氮化碳;光催化剂;合成;环境工程【作者】王楷;张高科【作者单位】武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉 430070;武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】O643日益严重的能源短缺和环境问题正威胁着人类健康和社会发展，研究者们试图以可持续的方式来解决这些问题。
半导体光催化技术具有不可估量的优势，它作为一种经济、安全、清洁、可再生的技术，只需用取之不尽的太阳光作为驱动力和合适的半导体作为光催化剂，便可催化反应，进行各种应用，如水分解产氢、降解有机污染物等。
1972年，Fujishima等人在TiO2电极的光电化学分解水的实验中发现了半导体的光催化性。
通过研究，许多半导体已被确定为潜在的紫外线或可见光下光催化材料，如TiO2[1]、ZnO[2]、SnO2[3]、Fe2O3、和CdS[4]等。
光催化反应涉及三个过程：光子吸收、电子-空穴对的产生和分离、催化表面反应。
因此，任何光催化性能的改进都需提高这三个过程。
聂煜瑶[5]研究了铋基可见光光催化剂的改性，王万胜[6]研究了几种高活性纳米复合光催化剂的制备及其可见光活性研究。
延长可见光吸收区域的一种有效的方式是在现有的半导体中掺杂其它物质(特别是二氧化钛)[7]。
现有的光催化剂的一个严重的缺点是光催化效率较低。
碳基催化剂的合成及其催化性能研究
碳基催化剂的合成及其催化性能研究近年来，碳基催化剂作为一种新型的催化材料，引起了广泛的关注和研究。
相比于传统的金属催化剂，碳基催化剂具有许多优势，如丰富的资源、良好的化学稳定性和可调控的表面性质等。
因此，合成高效的碳基催化剂并研究其催化性能成为了当前催化领域的热点问题之一。
首先，我们来探讨碳基催化剂的合成方法。
目前，常见的碳基催化剂合成方法主要包括碳化法、炭化法和碳化物转化法等。
碳化法通过高温处理碳源材料，使其发生碳化反应，生成具有催化活性的碳基材料。
炭化法则是通过热解含碳化合物，使其转化为碳基材料。
而碳化物转化法则是将金属或金属氧化物与碳源材料共热处理，通过碳源材料的还原和碳化反应生成碳基催化剂。
这些方法各有优劣，选择合适的方法取决于所需的催化性能和应用场景。
接下来，我们来研究碳基催化剂的催化性能。
碳基催化剂具有丰富的孔道结构和大的比表面积，这使得其具有较高的催化活性和选择性。
此外，碳基催化剂还具有良好的化学稳定性，能够在高温和酸碱环境下保持催化活性。
这些特性使得碳基催化剂在许多领域具有广泛的应用前景。
在有机合成中，碳基催化剂可以用于催化各种有机反应，如氧化反应、氢化反应和羰基化反应等。
例如，碳基催化剂可以催化苯酚的氧化反应，将其转化为苯醌。
此外，碳基催化剂还可以催化烯烃的氢化反应，将其转化为饱和烃。
这些反应在有机合成中具有重要的意义，碳基催化剂的应用为这些反应提供了一种高效、环境友好的催化方法。
除了有机合成，碳基催化剂还可以应用于能源领域。
例如，碳基催化剂可以催化燃料电池中的氧还原反应，提高燃料电池的效率。
此外，碳基催化剂还可以催化二氧化碳的还原反应，将其转化为有用的化学品，从而实现二氧化碳的资源化利用。
这些应用将有助于解决能源和环境问题，具有重要的社会和经济意义。
总之，碳基催化剂作为一种新型的催化材料，具有广泛的应用前景。
通过合成高效的碳基催化剂并研究其催化性能，可以为催化领域的发展提供新的思路和方法。
碳基材料的电催化性能研究
碳基材料的电催化性能研究近年来，碳基材料在电催化领域引起了广泛的关注。
碳基材料的电催化性能主要体现在其对电子/离子转移的能力上，可以用于各种电化学反应，例如燃料电池、金属空气电池和电解水等。
本文将探讨碳基材料的电催化性能研究、应用以及未来的发展方向。
首先，碳基材料的电催化性能取决于其结构和成分。
碳可以以不同的形态存在，例如石墨烯、碳纳米管、碳纤维等。
这些不同形态的碳基材料具有不同的电催化性能。
石墨烯是一种单层的二维碳材料，具有高导电性和巨大的比表面积，因此在氧还原反应（ORR）中表现出良好的催化性能。
碳纳米管由碳原子以圆筒形式排列而成，可以提供良好的催化活性表面。
碳纤维则具有高密度和高比表面积，适用于电化学催化反应。
研究表明，这些碳基材料可以作为电催化剂，在化学反应中起到催化作用。
其次，碳基材料的电催化性能还与其表面修饰有关。
表面修饰可以通过引入不同的官能团或过渡金属离子来实现，以改善催化剂的性能。
例如，通过在石墨烯表面引入氮原子，可以增强其对氧气的吸附能力，从而提高氧还原反应的效率。
类似地，引入金属离子或金属氧化物纳米颗粒到碳纳米管的表面，可以增加其对氧还原反应的催化活性。
这些表面修饰方法可以调控碳基材料的电催化性能，使其能够更好地催化电化学反应。
第三，碳基材料的电催化性能在能源领域有着广泛的应用。
燃料电池是一种将化学能转化为电能的设备，其中催化剂对电催化反应起着至关重要的作用。
碳基材料作为燃料电池催化剂的载体，具有较高的导电性和化学稳定性，在催化氧还原反应中显示出良好的性能。
除了燃料电池外，金属空气电池也是一种重要的能源转换设备，该设备利用氧气与金属的氧化反应来产生电能。
碳基材料作为金属空气电池的氧还原反应催化剂，可以提高电池的效率和稳定性。
此外，碳基材料还可应用于电解水制氢的催化剂，通过催化氢气和氧气的生成反应，实现能源的转换和存储。
最后，针对碳基材料的电催化性能研究，未来的发展方向可以从以下几个方面展望。
碳基负载型催化剂的设计与应用研究
碳基负载型催化剂的设计与应用研究近年来，碳基负载型催化剂一直备受科学界的关注。
这类催化剂是一种将活性组分负载在碳基材料上的催化体系，其独特的结构和性质使其在诸多领域有着广泛的应用前景。
本文将从碳基负载型催化剂的设计原理、制备方法以及应用研究等方面探讨该领域的研究进展。
首先，我们来了解碳基负载型催化剂的设计原理。
碳基负载型催化剂的设计一般分为两个方面：活性组分的选择和碳基材料的制备。
在活性组分的选择上，研究人员通常会选择具有高活性和选择性的催化剂，例如金属纳米颗粒、金属氧化物或金属有机框架等。
而对于碳基材料的选择，则需要考虑其导电性、化学稳定性以及与活性组分之间的相互作用等因素。
在实际设计中，通过合理选择活性组分和碳基材料，可以实现催化剂性能的优化，提高催化活性和稳定性。
其次，碳基负载型催化剂的制备方法有很多种，常见的包括物理吸附、化学还原和浸渍法等。
物理吸附方法主要是将活性组分通过吸附的方式负载在碳基材料上，具有制备简单、容易实现大规模生产等优点。
化学还原方法则是通过还原剂将金属离子还原成金属纳米颗粒，并与碳基材料相结合。
浸渍法是将活性组分溶解于溶液中，然后使溶液与碳基材料接触，使其吸附负载在碳基材料上。
这些制备方法各有利弊，研究人员可以根据具体需求选择最适合的制备方法。
在碳基负载型催化剂的应用研究方面，可以广泛涉及到化学催化、环境保护和能源领域等。
在化学催化方面，碳基负载型催化剂可以应用于有机合成反应中，如还原反应、氧化反应和羰基化反应等。
其高活性和选择性使其成为替代传统催化剂的理想选择。
在环境保护领域，碳基负载型催化剂可用于重金属离子的吸附和催化降解有机污染物等，对于水处理和大气净化具有重要意义。
此外，在能源领域，碳基负载型催化剂的应用也呈现出巨大的潜力，如燃料电池、电解水制氢和CO2转化等。
虽然碳基负载型催化剂在诸多领域展现出了广泛的应用前景，但目前仍然存在一些挑战和问题亟待解决。
首先，活性组分的选择和碳基材料的制备仍然是制约催化剂性能的关键因素。
碳材料在催化剂中的应用研究
碳材料在催化剂中的应用研究碳材料是近年来在材料科学领域中备受关注的一类新材料。
因为碳材料具有化学惰性、良好的热稳定性、超高比表面积、优良的导电性和光催化性等特点，使其在能源存储、催化剂、光谱学、生物学等领域得到广泛应用。
特别是在催化剂领域，碳材料因其独特的物理化学性质而受到普遍关注，广泛应用于能源储备、环境治理、原料利用等方面。
本文将重点介绍碳材料在催化剂中的研究进展。
一、碳基材料在有机催化反应中的应用作为催化剂，碳基材料的应用通常采用表面化学修饰的方法，如氧化、硝化、氟化等化学处理，改变其表面官能团，从而使其具有良好的催化性能。
随着研究的深入，人们逐渐发现碳材料具有很高的活性和泛化能力。
它们不仅可以作为催化剂，还可以发挥吸附、分离和催化剂载体的作用。
碳基催化剂具有很好的安全性和环保性，以及很高的反应选择性和收率。
二、碳基材料在氧化反应中的应用氧化反应是一种重要的化学反应，在有机合成、材料制备、环境治理、化工过程等方面都有广泛应用。
碳基催化剂在氧化反应中具有非常显著的催化活性，特别是在催化甲醛催化氧化、气相催化、液相催化、选择氧化等反应中应用很广，同时使用碳基催化剂可以减少芳烃氧化反应中产生的其他有害物质，兼具高效和环保的优点。
三、碳基材料在还原反应中的应用还原反应是一种去除分子中氧的化学反应，被广泛应用于有机合成、金属氧化物催化剂的再生还原、纯化等方面。
碳基催化剂因其高度活性，酸碱性和催化性能被广泛应用于气相还原、液相还原、EDL-C模式等反应中。
尤其是高分子基础碳纤维材料，因其良好的导电性、高比表面积等特点，使其在还原反应中表现出独特的优势。
四、碳基材料在环境治理中的应用在环境治理方面，碳基催化剂因其对污染物具有良好的催化降解和选择性还原等特点，被广泛应用于治理空气及水质污染。
碳基催化剂结构独特，具有富勒烯、纳米管状等形态，对污染物借助物理学和化学学效应的交织作用，实现了对废气和废水的有效处理。
新型碳基功能材料的设计与合成
新型碳基功能材料的设计与合成引言在当今科技的飞速发展中，新型碳基功能材料的设计与合成变得越来越重要。
这些材料表现出了许多令人激动的特性和潜在的应用，如电池、催化剂和传感器等。
本文将探讨新型碳基功能材料的设计和合成的最新研究进展。
一、碳基功能材料的种类碳基功能材料是一类以碳元素为基础构建的材料，具有复杂的结构和多样化的性能。
它们可以分为多壁碳纳米管（Multi-Walled Carbon Nanotubes，MWCNTs）、石墨烯（Graphene）、碳纳米片（Carbon Nanosheets）以及全石墨烯纳米片（Graphene Nanoribbons）等几个主要类别。
二、碳基功能材料的设计原则碳基功能材料的设计是一个挑战性而有趣的任务。
首先，它们的结构应具有良好的可控性和稳定性。
其次，需要充分利用碳元素的特殊性质，如高导电性、高比表面积和良好的机械性能等。
最后，材料的合成过程应具备可扩展性和可持续性。
三、碳基功能材料的合成方法碳基功能材料的合成方法多种多样，包括化学气相沉积、溶剂热法、电化学还原法和机械剥离法等。
其中，化学气相沉积是一种常用的方法，通过选择合适的碳源和催化剂，可以在高温下使碳原子沉积在衬底上。
溶剂热法则是利用溶剂对碳源进行热分解，从而得到所需的碳基材料。
电化学还原法则是通过电化学方法将碳原料还原为功能碳材料。
机械剥离法则是通过刮削、剥离和剪切等物理力的作用将碳材料从其它基底上释放出来。
四、碳基功能材料的应用潜力碳基功能材料的独特性能使其在多个领域具有广泛的应用潜力。
在能源领域，碳纳米管和石墨烯被广泛用作电池和超级电容器的电极材料，其高电导率和大比表面积有助于提高能量存储和传输效率。
在催化剂领域，碳基材料可以作为高效的催化剂载体，用于催化剂的负载和固定。
此外，碳基材料在传感器、光催化和储氢等领域也具有重要的应用前景。
结论新型碳基功能材料的设计与合成是当前材料科学领域的热点研究方向。
废弃生物质水热炭化衍生碳基光催化材料的研究进展
废弃生物质水热炭化衍生碳基光催化材料的研究进展
缪巍;陈则良;刘振刚;罗磊
【期刊名称】《环境化学》
【年(卷),期】2024(43)1
【摘要】水热炭化是一种经济且环境友好的废弃生物质热化学转化技术.废弃生物质通过水热炭化制备碳基光催化材料,不仅可实现废弃物的高值利用,而且可通过光催化材料的的应用缓解环境污染和能源危机.本综述将水热炭化制备的废弃生物质碳基光催化材料分成水热炭、碳点和碳基复合材料三类,并系统总结其制备、光催化机理和应用方面的研究进展.首先,归纳了3种光催化剂的制备,包括形成机理和物化结构;然后分别阐述了各类催化剂的光催化过程和光催化性能提高途径,以及从有机污染物降解、重金属去除、消毒、产氢和CO_(2)还原等领域介绍了光催化应用;最后,对该领域未来的研究重点和发展方向进行了展望.
【总页数】10页(P102-111)
【作者】缪巍;陈则良;刘振刚;罗磊
【作者单位】中国城市建设研究院有限公司;中国科学院生态环境研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】O64
【相关文献】
1.水热炭化废弃生物质的研究进展
2.原生生物质水热炭化制备碳材料及其应用
3.水热炭化法制备生物质基碳纳米材料研究进展
4.MOF衍生物/生物质碳基钠电池电极材料的研究进展
5.生物质衍生碳基复合吸波材料的研究进展
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
生物质碳基催化材料的研究进展
生物质碳基催化材料的研究进展
陈奇;王彦斌;庞少峰;王青;于浩;朱星臣;苏琼
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2024(55)2
【摘要】生物质是产量丰富、种类繁多、价格低廉、环境友好的优良碳源,以生物质为原料制备碳催化材料无疑是变废为宝,可从根本上解决环境污染和资源浪费等问题。
介绍了生物质的种类、组分及结构对生物质碳基催化材料性能的影响,对制备生物质碳基催化材料的两种常见方法热解法和水热碳化法进行了对比,探讨了进一步增强催化剂活性的3种方式:杂原子掺杂、金属离子修饰和官能化,分析总结了生物质碳催化材料面临的挑战。
【总页数】11页(P2052-2062)
【作者】陈奇;王彦斌;庞少峰;王青;于浩;朱星臣;苏琼
【作者单位】西北民族大学化工学院;环境友好复合材料国家民委重点实验室;甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心;甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.碳基纳米催化材料在催化脱氢反应中的研究进展
2.水滑石基催化剂催化合成碳纳米材料的研究进展
3.生物质基合成气合成低碳醇工艺及催化材料
4.废弃生物质水热炭化衍生碳基光催化材料的研究进展
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2018年％月第26卷第％期工业催化INDUSTRIAL CATALYSISMar. 2018Vol. 26 No. %综述与展望基光催化剂研究进展徐丽亚，陈寅4!，王泽群，周梦莹，张峰，陈小攀(浙江省机电设计研究院有限公司，浙江杭州310051)摘要:碳基纳米材料具有化学性质稳定、价廉、无毒无害等优点。
主要介绍碳离子、活性碳、石墨 烯、碳纳米管、碳量子点和石墨相氮化碳等碳基纳米材料在光催化领域的研•进展，提出碳基光催 化剂今后的发展方向。
关键词：催化化学;碳基光催化剂；纳米材料doi：10. 3969/j.issn. 1008-1143. 2018. 03. 002中图分类号:〇643. 36;TQ034 文献标识码:A文章编号!1008-1143(2018)03-0005-06Research progress on carbon - based photocatalystXu Liya，Chen Yinshen+，Wang Zeqim，ZhouMengying，Zhang Feng，Chen Xiaopan (Zhejiang Institute of Mechanical &Electrical Engineering Co.Ltd，Hangzliou310051，Zhejiang，China) Abstract：Carlson- based nanomaterials have advantages of stable chemical properties，low price，non - toxicity and harmlessnes.The latest research progress of activated carl^on，graphene，carl^on nanotubes，carbon quantum dots and g- C3N4in photocatalysis field were reviewed.The future developments of carbon-based photocatalysts were proposed.Key words：catalytic chemistry；carl^on- based photocatalyst;nanomaterialsdoi：10. 3969/j.issn. 1008-1143. 2018. 03. 002CLC number：0643. 36；TQ034 Document code：A Article ID：1008-1143(2018)03-0005-06随着工业化和城镇化的不断发展，环境污染和 资 题日益，这些问题已严重威胁人类的健康，同时也 着社会的发展，成为 的难题。
光催化，作为 太阳能转化为化学的绿色，理污染和 危机两大功能，展 极大的发展前景。
1972 年，Fujishima A和 Honda K发现 Ti02电极 在紫外光照射下能光分解水产生H和〇2,就此拉 催化研究的 [1]。
催化 的原理为：半导体光催化 的下，吸收能量大于等于其导 价 的禁带宽度的光子，半导体光催化剂价 的电子 发 到导 成光生电子，同时在价带上产生空穴，这样就在半导体内部形成子-空穴对，作用下发生 。
这些光生电子和空穴，与？0*〇2等反应生成羟基自由基、过 氧自由基 有强氧化还原性的物质，这些物质可有机污染物成水、C〇2和 子物 [2]。
随着对 催化 的重 ，催化 的也在不断增多，包括Ti02、Zn0、CdS和Bi203等。
Ti02化学稳 ，光催化活性强，但是由于(£g=3.2eV)的，只对紫 响应，光低[3]。
CdS为2.4 eV，能有 可 ，但CdS光照时不稳定，极易发生光腐蚀现象，从收稿日期:2017 -11 -17;修回日期:2018 -01 -05作者简介:徐，1991年生，女，省东阳市人，硕士，研究方向为光催化。
通讯联系人:陈寅生，1962年生，女，省市人，教级高级工程师，研究方向为水处理6工业催化2018年第3期限制其光催化活性[4]。
Z f O制备成本低、无毒、原 料易得，但是其带隙能与Ti〇2相近，无法有效利用 可见光，且易发生光腐蚀现象[5]。
Bi!〇3由于B i6s 和〇2P的轨道杂化，提高其价带的位置，使其可见 光范围具有明显吸收，但量子效率不高[6]。
为改善 现有光催化剂的光催化性能，采用半导体复合、离子 掺杂和贵金属沉积等方法对其进行能带调控或表面 结构修饰。
作为一种非金属元素，碳元素位于元素周期表 的第二周期"A族，以单质或化合物的形态广泛存 在。
碳基纳米材料在光催化领域的应用，主要有非 金属碳离子掺杂、碳单质修饰和碳化合物修饰。
碳 单质主要包括活性碳、石墨烯、碳纳米管和碳量子 点。
本文主要介绍碳离子、活性碳、石墨烯、碳纳米 管、碳量子点和石墨相氮化碳等碳基纳米材料在光 催化领域的最新研究进展。
1非金属碳离子掺杂在合成半导体光催化剂过程中引入碳离子，在 光催化剂晶格内形成新的能带，使光催化剂带隙变 窄，从而拓宽对光的响应范围;碳离子掺杂会在光催 化剂晶格内形成电子或空穴捕获中心，抑制光生电 子-空穴对的复合，进而改善光催化性能。
Dong F等[7]通过加热法将碳离子掺入TiO!中，研究对TiO!光催化剂光催化性能的影响，XPS分析 表明，碳分别取代O- T i中的氧和钛形成C - T和 C-O,成功掺入T O!中。
掺入碳离子后，T O!形貌 和晶粒未发生明显变化，但光催化剂的带隙能由锐 钛矿相T O】的3. 1e V降至C - TTO的74 eV，掺 杂后的光催化剂对可见光具有很好的响应。
Wu Z 等[8]将乙醇作为碳源，先利用T O!将其吸附，然后 在）气氛焙烧，制备碳离子掺杂的-O!光催化剂，结果表明，碳进入-O!晶体后，形成更小的带隙，同时在-O!内形成电子或空穴捕获中心，有效抑制光 生 子 - 空 对的 ，催化 。
可见光和模拟太阳光照射下，制备的-O!光催化剂 与商业P!5相比，在降解甲苯实验中表现出更优异 的催化活性。
Liu S等[<]通过密度泛函理论（DFT)计算，进一步证实了碳掺杂引起的吸收边红移，扩展 光响应范围。
可见光照射下，商业Z n O降解罗丹明 B染料的表观速率常数小于0.001m in_#，经焙烧制 得的碳掺杂Z n O光催化剂的表观速率常数高达0.006 m i_1，降解速率提高5倍。
碳离子常常与N、S、B等元素共同掺杂。
Ohno T等[10]在T O!中掺杂C和S离子，使金红石相TiO!的吸收边从400 n m扩展到700 nm，可见光利用效 率提尚。
在共惨杂中，1和）共惨杂研究最多。
Wu Y C等[11]分别选用十六胺、二乙胺、三甲胺和二乙 烯三胺作为碳源和氮源，用微波辅助溶剂热法合成 碳、氮共掺杂TiO!纳米球，结果表明，C和N共掺杂 后，带隙变窄，带隙能为77 eV。
十六胺、二乙胺、二乙烯三胺作为前驱体，抑制TiO!的结晶，大大降 低其光催化活性，选用三甲胺在减小带隙能的同时 不影响TTO结晶，适合作为碳源、氮源。
Wang P 等[1!]将钛酸丁酯作为钛前驱体，硫脲为掺杂源，溶 胶-凝胶法合成C、）和S共掺杂的光催化剂，结果 表明，碳将取代氧形成Ti- C键、N掺杂到TiO!晶格 中形成Ti-N- O、Ti- O- N和 O-T i- N，S6+则取 代晶格中的T i j，掺杂导致多个杂质能级形成，可见 光利用率提高;还发现硫脲能抑制锐钛矿相向金红 石相的转变，使其保持具有高光催化性能的锐钛矿 相。
此外，C、N和S共掺杂抑制锐钛矿相TiO!的晶 体生长，使其具有较高的比表面积，从而提高光催化。
除了与N、S等非金属共掺杂外，碳元素与金属 元素共掺杂光催化剂的研究也较为常见，包括 Fe[13]、Ce[14]、La[15]、Mn[16]等。
Cai J等[17]以表面活 性剂为基础，采用溶胶-凝胶法制备了M n与C共 掺杂TiO!纳米颗粒，结果表明，共掺杂不仅使光吸 收边从紫外移到可见光范围，而且延长光生电子对 的寿命，促进光催化性能显著提高;光照4 h后，甲基橙降解率达85[。
Y a g D等[18]以T iC和F eO%为原料，采用水热法制备C与F e共掺杂的T iO,结 果表明，F e原子部分取代T i j形成Ti - O - F e结 构，成 T D-C 键，成 杂 级，的子可激发掺杂能级，从而使其具有较强可见光吸收，光生载流子分离效率更高。
当F e与T i原子比为 1100时，可见光下罗丹明B降解率最高。
D o g P 等[1<]采用溶胶-凝胶法将M o与C掺入TiO!晶格 中，使价带边缘显著上升，对甲基橙降解效果较TiO!有明显提高。
2碳单质修饰=•1 活性炭由于活性炭具有很好的吸附性能，能将污染物2018年第3期徐丽亚等:碳基光催化剂研究进展质吸附到光催化剂的表面，从而增强其接触机率。
此外，活性炭大的比表面积，可提供较多的反应活性 位，在光催化领域应用广泛。
Liu S等[20]采用溶胶-凝胶法将活性炭负载到 纳米TiO!光催化剂上，结果表明，活性炭对TiO!的带隙结构和晶粒尺寸没有影响。
活性炭可以改善 T O!的分散性，降低团聚体的大小，抑制锐钛矿相向 金红石相的转化。
当活性炭质量分数为9%时，催 化剂回{7次，对苯酚脱除率仍达95. 84%。
Wang H等[21]制备的Ag/AgCl/活性炭光催化剂在60 m i 光照下，对四环素降解率达97. 3%。
Lu Y等[22]将 纳米T O!粒子固定在活性炭表面，作为甲醛去除 器，结果表明，活性炭吸附空气中的污染物，在催化 剂表面聚集，光催化反应速率增加。
2.2石墨烯自2004年英国曼彻斯特大学的Novoselov K S 等[23]通过简单方法从石墨中剥离出石墨烯以来，其 研究引起关注。
石墨烯具有很高的载流子迁移率，室温下迁移率高达15 000 cm2•(V • s)-1[24]。
石 墨烯薄膜比表面积约2 600 m2 •g_#，具有优异的吸 附性[25]。
石墨烯修饰改进光催化剂的光催化性能是由 于:（1)石墨烯内载流子具有良好的电子移动性，将 其作为电子接受和传递介质，从而促进电子-空穴分离，获得更多的活性物质，进而改善光催化活性；(2)石墨燦极大的比表面积可吸附更多物质，具有 更多的反应活性位，从而促进光催化反应的进行。
X ia g Q等[26]采用微波辅助水热合成法制备石 墨燦/T O!纳米片，将合成的纳米片用于制氢，结果 表明，石墨烯修饰促进电子-空穴有效分离，提高 -O!光催化活性;石墨烯质量分数为1%时，产氢速 率为736 #m8.(h •g)-1，是纯TO!纳米片的41倍。