钴单原子氮化碳光催化产h2o2
氮化碳结晶度和插层对h2o2
氮化碳（也称为碳化硼）是一种具有很高热稳定性和化学稳定性的材料，因此在许多领域都有着重要的应用。
尤其是在催化剂领域，氮化碳被广泛用于氧还原反应（ORR）和氢氧化物还原反应（OER）。
氮化碳的结晶度和插层对H2O2的产生有很大影响。
本文将对氮化碳的结晶度和插层对H2O2的影响进行探讨。
1. 氮化碳的结晶度对H2O2的产生有影响氮化碳的结晶度可能会影响其在催化过程中产生H2O2的效率。
研究表明，结晶度较高的氮化碳具有更好的电化学性能，因为它们具有更多的活性位点和更高的电子传输速率。
这些特性使得结晶度较高的氮化碳在催化反应中更容易形成H2O2，同时降低了副产物的生成。
2. 氮化碳的插层结构对H2O2的产生也有影响氮化碳的插层结构也可能会影响其在催化反应中产生H2O2的效率。
研究表明，通过控制氮化碳的插层结构，可以有效提高其对H2O2的选择性。
具有适当插层结构的氮化碳可以提高催化反应中H2O2的产生速率，同时抑制其他副产物的生成，从而提高反应的选择性和效率。
3. 结晶度和插层对H2O2的产生的综合影响研究人员还发现，氮化碳的结晶度和插层结构对H2O2的产生有着综合性的影响。
适当的结晶度和插层结构可以相互配合，提高氮化碳在催化反应中产生H2O2的效率和选择性。
在开发和设计新型氮化碳催化剂时，需要综合考虑其结晶度和插层结构的影响，并通过合理的调控来提高其在H2O2产生过程中的性能。
4. 未来研究方向尽管当前已经有一些关于氮化碳催化H2O2产生的研究，但仍有许多问题有待进一步探讨。
如何通过合成方法控制氮化碳的结晶度和插层结构？如何实现氮化碳在催化反应中的高效和高选择性产H2O2？这些都是未来研究的方向，希望未来的研究能够进一步揭示氮化碳的结晶度和插层结构对H2O2产生的影响机制，为氮化碳在催化领域的应用提供更多有益的指导。
氮化碳的结晶度和插层结构对其在催化H2O2产生过程中起着重要的影响。
通过合理控制氮化碳的结晶度和插层结构，可以有效提高其在催化反应中的效率和选择性，为其在催化领域的应用提供更多可能。
光催化_c3n4_双氧水_解释说明
光催化c3n4 双氧水解释说明1. 引言1.1 概述光催化技术是一种利用光能将化学反应进行催化的方法。
随着环境污染和水资源紧缺问题日益突出，光催化C3N4降解双氧水成为了一项备受关注的研究领域。
C3N4是一种新型的可见光响应材料，具有良好的光催化性能；而双氧水作为一种广泛应用于水处理、环境治理和医药领域的氧化剂，常与C3N4组合使用以增强其降解效果。
因此，探究光催化C3N4与双氧水之间的相互作用机制以及其在不同领域中的应用潜力具有重要意义。
1.2 文章结构本文将分为五个部分来介绍光催化C3N4降解双氧水。
首先，在第二部分中将详细介绍光催化C3N4和双氧水的原理，包括对C3N4光催化剂和双氧水性质及应用的介绍，以及研究人员已经发现并描述的光催化C3N4降解双氧水的反应机制。
然后，在第三部分中将探讨光催化C3N4降解双氧水在不同领域中的应用，包括水处理、环境污染治理和医药等领域的应用案例。
接着，在第四部分中将总结目前已有的实验研究进展，并对未来的探索方向和发展趋势进行展望。
最后，在第五部分中给出结论。
1.3 目的本文旨在对光催化C3N4降解双氧水进行深入理解和阐述，同时介绍其在不同领域中的应用潜力。
通过系统地整理和分析已有的研究成果，为相关科研人员提供参考，并为今后开展深入研究提供指导。
相信通过本文的阅读，读者能够对光催化C3N4与双氧水之间的相互作用机制以及其广泛应用领域能够有更全面和深入的了解。
2. 光催化C3N4和双氧水的原理：2.1 C3N4光催化剂介绍：C3N4是一种由碳和氮组成的二维材料，具有良好的光催化活性。
它具有高比表面积、丰富的表面活性位点和可调控的能带结构等特点。
C3N4在可见光区域具有较高的光吸收率，并能将光能转化为电子与空穴对。
这些电子与空穴对在催化反应中起到关键作用。
2.2 双氧水的性质与应用：双氧水是一种无色液体，分子式为H2O2。
它具有很强的氧化性能，在许多领域被广泛应用。
光催化原位产h2o2 解释说明
光催化原位产h2o2 解释说明1. 引言1.1 概述光催化原位产H2O2是一种利用可见光能量激发催化剂表面吸附的电子与溶液中的氧分子发生反应，从而在原位合成过氧化氢（H2O2）的技术。
随着环境污染和能源短缺问题的日益突出，光催化原位产H2O2技术作为一种高效、清洁和可持续的方法受到了广泛关注。
该技术在水净化、废水处理、有机物降解和膜材料制备等领域具有广阔的应用前景。
1.2 文章结构本文将系统介绍光催化原位产H2O2技术及其相关领域的研究进展。
首先，我们将对光催化原理进行详细阐述，包括催化反应介绍、光催化过程简述以及原位产H2O2的关键因素。
接下来，我们将探讨H2O2作为一种重要化学物质的应用和重要性，包括对其化学性质进行介绍以及在工业领域和环境中的应用案例分析和生态作用研究进展。
然后，我们将系统总结光催化原位产H2O2技术的研究进展，包括常见光催化剂介绍、光子和电子供体选择与优化策略探讨，以及反应条件与影响因素分析及提高H202产量研究的综述。
最后，在结论部分，我们将对本文进行总结，并对光催化原位产H2O2技术未来的研究方向和应用前景进行展望。
1.3 目的本文旨在全面介绍光催化原位产H2O2技术以及其应用领域的最新研究进展。
通过对该技术的深入理解和分析，旨在为相关科学家和工程师提供参考与借鉴，推动该领域更加深入地发展和应用。
同时，希望能够增强人们对于可再生清洁能源、环境保护和可持续发展等问题的认识和意识，促进人类社会实现可持续发展目标。
2. 光催化原理2.1 催化反应介绍光催化是一种利用光与物质相互作用来促进催化反应的技术。
在光催化过程中，通过吸收光能，光敏剂将电子从基态激发到激发态，形成具有较高反应活性的中间体。
这些激发态的中间体能够与溶液中的其他物质发生反应，并参与光催化反应。
2.2 光催化过程简述在光催化过程中，主要通过两个步骤实现原位产生H2O2。
首先，在可见光照射下，携带能量的光子打击到固定于表面的光敏剂上，激发出电子和空穴对。
钴单原子氮化碳光催化产h2o2
钴单原子氮化碳光催化产H2O2随着人类社会的不断发展，能源和环境问题日益受到人们的关注。
化石能源的不断消耗和环境污染给人类带来了巨大的困扰，因此寻找清洁可再生能源和环保的新技术成为了重要的课题之一。
光催化技术作为一种清洁环保的新能源技术备受关注，钴单原子氮化碳光催化产H2O2技术的研究更是备受关注。
1.钴单原子氮化碳光催化产H2O2的原理H2O2是一种重要的化学品，广泛应用于医药、食品、环保等领域。
传统的H2O2生产方法主要是通过工业氧化法、即电化学氧化还原法生产，但这种方法存在能源消耗大、设备大型化、污染环境等问题。
而钴单原子氮化碳光催化产H2O2技术则开辟了一条新的生产途径。
该技术的原理是利用钴单原子催化剂与氮掺杂碳材料相结合，通过光催化反应将氧气和水直接转化为H2O2。
氮化碳作为光催化反应的载体材料，能够有效吸收光能，并将其转化为化学能；而钴单原子催化剂作为反应活性位点，能够促进氧气和水的反应，实现高效产H2O2的目的。
2.钴单原子氮化碳光催化产H2O2的优势相比传统的H2O2生产方法，钴单原子氮化碳光催化产H2O2技术具有多种优势：(1) 清洁环保：该技术无需添加任何外部物质或辅助剂，直接将氧气和水转化为H2O2，无需使用化石能源，产物中不含有害物质，是一种真正的清洁生产技术。
(2) 高效节能：由于光催化反应的特性，该技术可以在室温下进行，能够充分利用光能，减少能源消耗。
(3) 可控性强：通过调控催化剂的结构和化学性质，可以实现对反应的精确控制，提高产H2O2的选择性和产率。
3.钴单原子氮化碳光催化产H2O2的应用前景钴单原子氮化碳光催化产H2O2技术的研究不仅在化学品生产领域具有广阔的应用前景，还可以在环境治理、医疗卫生等领域产生深远的社会影响。
(1) 化学品生产：H2O2广泛应用于医药、食品、化工等领域，利用该技术生产H2O2可节约能源、减少污染，对化学品生产领域具有重要的意义。
(2) 环境治理：H2O2是一种强氧化剂，在水处理、大气环境改善、土壤修复等方面有着广泛的应用前景，利用该技术生产H2O2可以为环境治理提供新的技术手段。
石墨相氮化碳在光催化杀菌领域中的应用研究
石墨相氮化碳在光催化杀菌领域中的应用研究石墨相氮化碳（GNC）是一种新型的光催化剂，具有高效、环保和可再生的特点，在光催化杀菌领域中具有广阔的应用前景。
本文将探讨GNC在光催化杀菌领域中的应用研究，并分析其优势和挑战。
在过去的几十年里，细菌和病毒感染一直是人类面临的重要问题之一。
随着抗生素和其他传统杀菌剂的滥用和耐药性的增加，研发新型的杀菌技术迫在眉睫。
光催化杀菌是一种具有潜力的替代方法，其中光催化剂能够利用可见光或紫外光产生活性氧化物，从而杀死细菌和病毒。
GNC作为一种全新的光催化剂，具有许多优势。
首先，GNC的光电转换效率高，能够利用可见光产生大量的电子-空穴对。
这些电子-空穴对能够通过还原和氧化反应产生活性氧化物，从而具有杀菌效果。
其次，GNC是一种环保的材料，由碳、氮和氧组成，不会产生有害的副产物。
最后，GNC是可再生的，可以通过简单的方法制备和再生，从而减少成本和资源消耗。
研究表明，GNC在光催化杀菌领域具有广泛的应用潜力。
一项研究发现，GNC对大肠杆菌具有显著的杀菌效果。
在可见光照射下，GNC能够产生一定量的活性氧化物，破坏细菌细胞的结构和功能，从而导致其死亡。
类似的结果也在其他细菌和病毒中得到验证，包括金黄色葡萄球菌、大肠肠杆菌O157、流感病毒等。
除了对细菌和病毒的杀菌作用外，GNC还具有其他应用价值。
一项研究发现，GNC可以通过光催化降解有机污染物，如苯酚和甲醛，从而净化水和空气。
另一项研究显示，GNC还可以用于光催化制备氢气和其他燃料，实现可持续能源的生产。
尽管GNC在光催化杀菌领域具有许多优势，但也面临一些挑战。
首先，GNC的光催化效率目前仍然有待提高。
虽然GNC能够利用可见光产生大量的电子-空穴对，但其光吸收能力仍然有限，导致部分光能无法有效利用。
其次，GNC的制备方法和再生方法还不够成熟。
目前的制备方法通常需要高温和高压条件，从而增加了成本和能源消耗。
另外，GNC的稳定性也是一个问题，其在长时间使用和再生后性能会出现衰减。
异质结 内建电场 光催化 光催化 产氢 硫化物 单原子-概述说明以及解释
异质结内建电场光催化光催化产氢硫化物单原子-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述随着环境污染和能源危机的日益加剧，开发高效、环保的能源转化技术成为当前重要的研究方向之一。
光催化产氢技术作为一种可持续发展的能源转化方式，具有巨大的应用潜力。
在光催化产氢过程中，异质结、内建电场和硫化物单原子等材料起着重要的作用。
本文将首先介绍异质结的概念和特点，其中异质结作为一种具有不同晶体结构或化学成分的界面结构，其在光催化中扮演着重要角色。
其次，我们将探讨内建电场在光催化过程中的作用机制，内建电场能够调控光生载流子的分离和传输，从而提高光催化产氢的效率。
最后，我们将详细介绍硫化物单原子在光催化产氢中的应用，硫化物单原子具有良好的光催化活性和稳定性，可有效促进水的光解产氢反应。
通过对这些关键材料和机制的研究，我们有望为光催化产氢技术的发展提供新的思路和解决方案，推动能源领域的创新和进步。
1.2 文章结构文章结构部分包括引言、正文和结论三个部分。
在引言中，我们将介绍文章的主题和研究背景，引出文章的研究目的。
在正文中，我们将详细探讨异质结的概念和特点，内建电场在光催化中的作用，以及硫化物单原子在光催化产氢中的应用。
最后，在结论部分，我们将对整个研究进行总结，并展望未来的研究方向，最终得出结论。
整个文章结构分明，逻辑清晰，有助于读者对研究内容进行系统地理解和掌握。
1.3 目的本文的目的是探讨异质结内建电场在光催化中的作用以及硫化物单原子在光催化产氢中的应用。
通过对这些关键概念的深入研究，我们希望能够揭示它们在光催化领域中的重要性和潜在应用，为开发更高效的光催化材料提供理论基础和实践指导。
同时，本文也旨在为读者提供对光催化产氢技术的深入了解，促进相关领域的研究和发展。
通过系统的分析和讨论，我们希望为光催化产氢技术的发展做出贡献，推动清洁能源产业的进步与发展。
2.正文2.1 异质结的概念和特点异质结是指两种不同材料的结合界面，具有不同晶格结构和能带结构的区域。
石墨相氮化碳的改性及应用
石墨相氮化碳的改性及应用方威;赵运林;胡新将;王晓雪【摘要】石墨型氮化碳(g-C3N4)聚合物是一种新型的半导体非金属光催化剂,以三聚氰胺、尿素、双氰胺等富氮低成本材料为前驱体就可以制备.在拥有良好的化学稳定性和热稳定性的同时,其既能吸收太阳光转化为化学能,又能彻底氧化还原环境中的污染物质,而被广泛应用于光催化领域,如光降解有机污染物、光解水产氨产氧和有机选择性光合成等,在能源短缺和环境保护方面具有很广阔的研究空间.本文主要论述了g-C3N4在光催化领域的发展、光催化性能的改良方法以及其在光电领域的应用,并提出g-C3N4在未来研究中所面临的挑战.【期刊名称】《中国资源综合利用》【年(卷),期】2019(037)006【总页数】8页(P186-193)【关键词】g-C3N4;改性;光催化;应用【作者】方威;赵运林;胡新将;王晓雪【作者单位】中南林业科技大学环境科学与工程学院水污染控制实验室;中南林业科技大学生命科学与技术学院,长沙 410004;中南林业科技大学环境科学与工程学院水污染控制实验室;中南林业科技大学环境科学与工程学院水污染控制实验室【正文语种】中文【中图分类】TQ127.111972年，日本学者Fijishima和Hongda等发现，在太阳光照条件下，二氧化钛（TiO2）可以与水发生化学反应生成氢气，该发现在能源领域具有划时代的意义[1]。
诸多学者前赴后继在光催化领域进行了非常深入的研究，如光催化还原重金属、光催化去除有机物、光催化制备H2等[2-4]。
在此之后，新型的催化剂也如雨后春笋，纷纷被人们发现，如氧化锌（ZnO）、硫化镉（CdS）、氧化锡（SnO2）、二氧化钛（TiO2）和二氧化锆（ZrO2）等[5-9]。
光催化技术具有以下优点：半导体光催化剂高效无毒，化学和光学稳定性高，反应条件温和，能耗低，成本低，具有环境污染控制和清洁能源制备的优点。
目前，光催化技术可应用于水和空气的净化、杀菌和除臭。
单原子催化剂在电催化氧还原直接合成过氧化氢中的研究进展
化工进展， 2023， 42（6）尽管FeNC 单原子催化剂在ORR 四电子过程中展现了高的反应活性，然而针对Fe 单原子催化剂的二电子氧还原产过氧化氢过程的设计和研究仍然缺乏。
在保持FeNC 单原子催化剂氧还原催化活性的同时，调控Fe 的电子结构，优化对氧还原反应中间体的吸附/解离能力，将会为Fe 单原子催化剂在ORR 二电子产过氧化氢的研究注入新的活力[31]。
2.2 Co 基单原子催化剂单原子催化剂是ORR 产过氧化氢的理想催化剂，因为O 2分子在单原子催化剂中倾向于头碰头的端吸附，而不是肩碰肩的侧式吸附。
前者通过调控ORR 反应中间体在活性位点的吸附强度，可以最大程度保留反应中间体OOH ，得到二电子反应H 2O 2产物。
后者吸附方式更容易发生反应中间体O —O 键的断裂，产生四电子产物H 2O [32-33]。
因此，合理地设计单原子的配位结构和环境，优化反应中间体在单原子活性位点的吸附能，能实现高的反应活性和反应选择性。
和Fe 基单原子相比，Co 基单原子展现了较弱的芬顿效应，而芬顿效应通常会导致金属脱离活性位点和催化剂失活[34]。
Jung 等[35]系统计算了M-N 4配位结构的单原子催化剂的ORR 二电子催化活性，研究发现，CoN 4倾向于ORR 二电子过程。
尽管如此，要在CoN 4单原子催化剂上发生ORR 二电子过程，仍然需要克服高的过电势。
因此，需要对CoN 4活性位点进行合适的修饰，以得到满意的ORR 二电子过程[36]。
其首先通过DFT 计算表明，在CoN 4周围引入氧官能团能够调控CoN 4活性位点对反应中间体的结合能，达到最佳火山图峰尖的位置，如图3所示。
他们通过控制反应温度，优化含氧基团的数量，进而优化CoN 4的电子结构，其在ORR 反应中二电子选择性达到80%以上，显著高于无含氧官能团修饰的CoNC 单原子催化剂。
考虑到多数MN 4配位的单原子催化剂通常具有四电子ORR 催化活性，Zhang 等[37]在氧化石墨烯上负载Co 合成了Co-O-C@GO 单原子催化剂，展示了0.91V 的起始电位和81.4%的高选择性。
co单原子产过氧化氢
co单原子产过氧化氢
Co单原子产过氧化氢是指通过单原子Co-N-C催化剂催化的两电子氧还原反应来生产过氧化氢。
在制备过程中，通过将钴（Co）卟啉分子吸附在碳纳米管衬底上来制备非均相分子催化剂，并利用此类非均相分子催化剂所提供的明确的原子模型，通过第一性原理计算发现，卟啉β位取代基和碳载体可以协同调节Co中心的电子结构和催化活性。
过氧化氢是一种重要的氧化剂和漂白剂，广泛应用于造纸、纺织、环保、食品等领域。
通过电化学氧还原反应原位生产过氧化氢具有操作简单、无额外药品添加、适用范围广等优点，可以更好地满足用户需求，而且运输时不存在危险性，因此具有广阔的实用化前景。
如果你还想了解更多关于Co单原子产过氧化氢的信息，可以继续向我提问。
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。
石墨相氮化碳负载钴酞菁光催化还原二氧化碳的性能分析
碳 的 复 合 催 化 剂 C o T A P c /g -Q jN u 利 用 扫 描 电 子 显 微 镜 、透 射 电 子 显 微 镋 以 及 X 射 线 二 维 衍 射 仪 等 对 CoTAPc/
g-C3N4的 微 观 形 貌 和 晶 体 结 构 进 行 表 征 ；利 用 荧 光 光 谱 和 光 电 流 测 试 对 CoTAPc/g-C3N4 的 催 化 机 理 进 行 分 析 。表
Key words：g-C3N4 ；tetraaminocobalt phthalocyanine；photocatalysis；reduction of carbon dioxide
收稿日期：2021_01 —09 网络出版日期： 2021 —03—30 基金项 目 ：国家自然科学基金项目（51103133) 作者简 介 ：王 纯 （ 1997— ），女 ，安徽安庆人，硕士研究生，主要从事光催化方面的研究。 通信作者：吕汪洋，E-mail: lUWy@zstu.
本文通过回流法将四氨基钴酞菁负载到片状 g-C3N4 上 ，制备得到具有宽光谱响应的复合催化剂 CoTAPc/g-C3N4，采 用 扫 描 电 镜 、透射电镜、紫外分 光 光 度 计 和 红 外 光 谱 仪 等 对 其 进 行 表 征 ，在氙灯照 射下 进 行 C〇TA Pc/g-C3N4 的光催化还原二氧化碳 实 验 ，并通过荧光分光光度计和光电流测试研究光 催化机理，为 阐 明 C o T A P c 与 g-C3N4 协同催化的 机制提供理论依据。
浙 江 理 工 大 学 学 报 ， 2021，45(4): 462-469 Journal of Zhejiang Sci-Tech University D ()I：10. 3969/j.issn.l673-3851(n).2021. 04.004
光催化中水氧化为h2o2的能带
光催化中水氧化为h2o2的能带1.引言1.1 概述在光催化领域中，水氧化为H2O2是一项备受关注的重要反应。
H2O2作为一种绿色和可持续的化学品，具有广泛的应用前景，包括环境污染治理、能源存储和转化、生物医学等领域。
传统上，H2O2的合成主要依赖于工业氧化过程，但这种方法存在着能源消耗高、环境污染严重等问题。
光催化水氧化为H2O2的方法具有高效、环境友好、选择性高等优点，因此备受关注。
光催化反应是一种利用光能启动和促进化学反应的研究领域。
光催化反应中，对光敏催化剂的能带结构和光生电荷分离起着关键作用。
对于水氧化为H2O2的光催化反应而言，能带结构的设计和调控对于提高反应的效率和选择性具有重要意义。
因此，本文着重研究光催化中水氧化为H2O2的能带结构。
通过理论计算和实验测试，探究不同光敏催化剂的能带结构特征，并分析其对于水氧化反应的影响。
同时，本文还将探讨光催化水氧化为H2O2的应用前景和展望，包括材料设计和制备、反应机理的研究以及工艺技术的优化等方面。
通过本文的研究，将为光催化中水氧化为H2O2的反应机制和应用提供深入的理论基础和研究思路，为实现高效、可持续的H2O2合成方法提供指导和参考。
同时，本文的研究成果还将为相关领域的科学家和工程师提供宝贵的参考和启示，推动光催化反应的发展和应用。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：第一部分为引言部分，介绍本文的背景和意义，以及文章的目的。
在这一部分中，我们将简要概述光催化反应的重要性，并探讨水氧化为H2O2的机制。
第二部分是正文部分，主要包括两个方面的内容。
首先，我们将介绍光催化反应的背景和意义，探讨光催化反应在环境保护、能源转化等方面的应用。
然后，我们将重点探讨水氧化为H2O2的机制，包括反应过程中所涉及的催化剂、电子转移、活化能等关键要素，以及不同条件下水氧化反应的影响因素。
第三部分是结论部分，总结光催化中水氧化为H2O2的能带结构。
一种单原子催化剂及其制备方法与应用[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011222864.X(22)申请日 2020.11.05(71)申请人 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院地址 330000 江西省南昌市南昌县小蓝经济技术开发区罗珠路278号(72)发明人 丛杉 张涛阳 赵志刚 (74)专利代理机构 南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32256代理人 王锋(51)Int.Cl.B01J 27/24(2006.01)B01J 23/30(2006.01)C01C 1/02(2006.01)(54)发明名称一种单原子催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种单原子催化剂及其制备方法与应用。
所述制备方法包括：对作为前驱体的富含氮和碳的有机物进行高温聚合反应，制得块体氮化碳材料，之后进行剥离处理，获得氮化碳超薄纳米片；使包含所述氮化碳超薄纳米片、过渡金属源和溶剂的水热反应体系进行水热反应，制得过渡金属氧化物/氮化碳复合材料；以及，对所述过渡金属氧化物/氮化碳复合材料进行煅烧、刻蚀处理，获得单原子催化剂。
本发明通过在氮化碳超薄纳米片负载过渡金属单原子，并进一步通过氨化处理，大大提高了单原子催化剂的固氮性能，产氨效率可达675μmol ·g ‑1h ‑1。
权利要求书2页 说明书11页 附图2页CN 112221528 A 2021.01.15C N 112221528A1.一种单原子催化剂的制备方法，其特征在于包括：提供作为前驱体的富含氮和碳的有机物；对所述富含氮和碳的有机物进行高温聚合反应，制得块体氮化碳材料，之后进行剥离处理，获得氮化碳超薄纳米片；使包含所述氮化碳超薄纳米片、过渡金属源和溶剂的水热反应体系进行水热反应，制得过渡金属氧化物/氮化碳复合材料；以及，对所述过渡金属氧化物/氮化碳复合材料进行煅烧、刻蚀处理，获得单原子催化剂。
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。
铁配合物光催化还原二氧化碳研究进展
铁配合物光催化还原二氧化碳研究进展覃燕菲;邓咏诗;古皓;范洪波;陈灵晶;陈贵【摘要】燃烧化石燃料所释放的大量二氧化碳(CO2)引起了越来越严重的气候变暖问题.将CO2转化为高附加值的化学品或液体燃料,是解决环境污染、气候变暖、能源危机等问题的最理想方式之一.介绍近年来基于铁配合物分子催化剂的光催化二氧化碳还原研究进展.对铁分子催化剂的结构特点、催化选择性以及催化活性进行了比较,并对铁分子催化剂光催化还原二氧化碳的研究进行了展望.【期刊名称】《东莞理工学院学报》【年(卷),期】2019(026)003【总页数】5页(P53-57)【关键词】二氧化碳还原;铁配合物;分子催化剂;光催化【作者】覃燕菲;邓咏诗;古皓;范洪波;陈灵晶;陈贵【作者单位】东莞理工学院生态环境与建筑工程学院,广东东莞 523808;东莞理工学院生态环境与建筑工程学院,广东东莞 523808;东莞理工学院生态环境与建筑工程学院,广东东莞 523808;东莞理工学院生态环境与建筑工程学院,广东东莞523808;东莞理工学院生态环境与建筑工程学院,广东东莞 523808;东莞理工学院生态环境与建筑工程学院,广东东莞 523808【正文语种】中文【中图分类】H0-06自工业革命以来，人类依靠化石燃料，使工业化进程迈入了一个又一个的新阶段，但化石燃料的燃烧释放的大量二氧化碳(CO2)，引起了越来越严重的环境污染、气候变暖、能源危机等全球性问题。
自然界中，绿色植物、藻类以及某些细菌等通过光合作用，利用太阳能，将二氧化碳(CO2)和水(H2O)源源不断地转化为碳水化合物(C6H12O6)并释放出氧气(式1)。
其本质为植物、藻类等吸收太阳光的能量，用于驱动水氧化以及CO2的还原，从而将太阳能转化为化学能存储在碳水化合物中。
(1)效仿自然界，构建人工光合作用系统，利用太阳能来驱动CO2还原，转化为高附加值的化学品或液体燃料，毫无疑问是解决环境污染、气候变暖、能源危机等问题的最理想方式之一[1]。
石墨相氮化碳（g-C3N4）光催化分解水制氢材料的研究进展
石墨相氮化碳（g-C3N4）光催化分解水制氢材料的研究进展刘景海;李鑫;包沙日勒敖都;唐如玲;张良;段莉梅【摘要】石墨相氮化碳（g-C3N4）具有环境友好、组成元素含量丰富、原料廉价和可规模化制备等优势，成为可见光半导体材料研究的重点。
本文从g-C3N4的掺杂、纳米尺度形貌控制、构筑多孔结构、表面异质结和组装析氧活性电催化剂等角度概述了相关的研究进展。
%Graphitic Carbon Nitride(g-C3N4)has attracted intensive research interests, due to the excellent charac-teristics of environmental-friendly, earth-abundant building elements, low-cost raw materials and large-scale pro-duction. In this review, we present the developed strategies of bulk doping, exfoliation to nanoscale, introducing po-rosity and fabricating surface junction to improve the activity,which would provide inspiration and ideas for develop-ing novel routes to advance the g-C3N4 photocatalysts.【期刊名称】《内蒙古民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P14-17)【关键词】光催化分解水;石墨相氮化碳;活性和稳定性;缺陷;电子传递【作者】刘景海;李鑫;包沙日勒敖都;唐如玲;张良;段莉梅【作者单位】内蒙古民族大学化学化工学院，内蒙古自治区天然产物化学与功能分子合成重点实验室，内蒙古通辽028000; 内蒙古民族大学功能材料研究所，内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学化学化工学院，内蒙古自治区天然产物化学与功能分子合成重点实验室，内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学化学化工学院，内蒙古自治区天然产物化学与功能分子合成重点实验室，内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学化学化工学院，内蒙古自治区天然产物化学与功能分子合成重点实验室，内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学化学化工学院，内蒙古自治区天然产物化学与功能分子合成重点实验室，内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学化学化工学院，内蒙古自治区天然产物化学与功能分子合成重点实验室，内蒙古通辽028000; 内蒙古民族大学功能材料研究所，内蒙古通辽028000【正文语种】中文【中图分类】O613.711 概述本综述从发展可见光活性半导体光催化分解水制氢材料的角度，首先概括了可见光活性半导体光催化材料、分类和新兴材料.然后，介绍新型石墨相氮化碳光催化材料，重点分析了提高其光电流响应和光催化分解水制氢活性的几种调制途径，包括体相掺杂、引入多孔结构、制备纳米尺度形貌及构筑表面异质结.最后，从界面调制水氧化途径角度展望了负载析氢和析氧双催化活性位点来实现光催化分解水产氢的活性和稳定性提高的设计.2 可见光活性半导体光催化材料太阳光高效利用的半导体材料是光催化分解水制氢技术发展的关键和根本.以TiO2或SrTiO3为代表的紫外光利用的半导体材料已经取得了充分的发展〔1,2〕.但是，太阳光光谱中紫外光的成分占5%，可见光的成分占46%，其余的为红外光.所以，从高效太阳光利用的角度出发应该探索具有吸收长波段太阳光的半导体材料，其中，可见光活性的半导体材料是当前光催化半导体材料发展的重点.该类材料的发展可分为三类，第一类是掺杂的途径把半导体的光响应从紫外光区拓展到可见光区，例如，使用阴离子（N,C）和阳离子（Ti3+）参杂的TiO2〔3〕，镍（Ni）参杂的InTaO4〔4〕.第二类是通过与宽带隙的半导体形成固溶体的途径构筑可见光响应半导体，例如，GaN：ZnO形成的氧氮固溶体（Ga1-xZnx）（N1-yOy）具有可见光响应，且半导体的带隙可以通过Zn的含量来调控〔5〕.MInS2（M=Cu,Ag）与ZnS形成硫化物二元或三元固溶体，其中CuInS2-AgInS2-ZnS三元固溶体的吸收边拓展到700 nm〔6〕.第三类是新型的可见光响应的半导体材料，例如，Ag3PO4〔7〕，黑色纳米 TiO2〔8〕，氮化碳（g-C3N4）〔9〕.3 石墨相氮化碳材料及结构调制与光催化分解水制氢g-C3N4是由碳氮元素组成的杂环作为重复结构单元，具有类石墨层状聚集结构，不溶于水，化学和光化学稳定，吸收可见光（吸收边为445 nm），带隙为2.7eV且导带（CB）和价带（VB）的电化学电势热力学上可用于分解水.该材料可以通过含氮有机小分子（氰胺，二氰胺）在一定气氛下高温缩聚反应获得〔10〕.最近，笔者也发明了一种简单热解尿素的方法制备了g-C3N4，该方法在常压下反应且无须调节反应气氛〔11〕.但是，g-C3N4每层呈无定形织构，结晶度不高，层上缺陷多（domain and grain boundary）,电子传递（电导性）性能差，从而导致其光电流响应和光催化分解水制氢活性很低，而通过掺杂调制、引入多孔结构、控制纳米尺度形貌以及构筑表面异质结等方法可以提高g-C3N4材料的光解水产氢活性.3.1 掺杂调制g-C3N 4导电性通过掺杂在边缘或层间引入传导单元来提高电子传递性能和光电流响应.Yuanjian Zhang等通过强酸质子化和磷（P）掺杂来提高g-C3N4导电性和光电流，表面酸化处理后g-C3N4导电性提高了近10倍〔12〕，P掺杂后电导提高了4倍〔13〕.石墨烯（graphene）与g-C3N4通过π-π相互作用插入g-C3N4层间的非共价掺杂策略也提高其导电性和光电流响应，研究结果表明，石墨烯含量低于1 wt%和0.4V偏压下，g-C3N4光电流提高了3倍〔14〕.Lizhi Zhang等〔15〕通过引入乙醇作为碳前驱体实现了g-C3N4的碳自掺杂，电化学阻抗测试结果表明碳自掺杂提高g-C3N4的导电性.3.2 引入多孔结构增加载流子传递通过多孔结构的构筑来增加与水接触界面的比表面积，从而增加光生电子到表面的传递.Xiufang Chen等〔16〕使用SBA-15作为硬模板合成了具有有序介孔结构的g-C3N4,光催化分解水产氢活性比体相材料提高了5倍.Xinchen Wang等〔17〕比较了具有不同比表面积的介孔结构g-C3N4的光催化分解水产氢活性.结果表明增加比表面积可以提高产氢活性，但不是简单的递增关系，这可能是由于大比表面积会增加g-C3N4的结构缺陷，从而不利于电子传递和光电流.Guohui Dong等〔18〕研究了多孔结构对g-C3N4光反应活性的影响，结果表明多孔结构使光电流和光还原CO2活性减小，使光氧化降解有机物活性提高.在前期的基础研究中，发现了不同分子前驱体热解制备的g-C3N4具有不同的比表面积〔19〕，由尿素热解生成的多孔g-C3N4的光催化分解水制氢活性最高，是硫脲（thiourea）热解产物的3.1倍，是双氰胺（dicyandiamide）热解产物的2.1倍.3.3 控制纳米尺度形貌来提高光电流和光催化分解水制氢能力除多孔结构外，g-C3N4纳米结构也用来增加比表面积.Gang Liu等〔20〕通过空气中高温热氧化刻蚀体相g-C3N4制备了g-C3N4纳米片，结果表明该二维（2D）纳米片的比表面积比体相提高了6倍，在-10V到10V的I-V电导测试结果表明纳米片具有半导体导电特性，而体相材料检测不到导电性.Xin-Hao Li等〔21〕使用阳极氧化铝（AAO）模板孔道的局域效应来提高g-C3N4纳米棒的聚集程度和结晶度，结果表明，结晶度提高光电流响应，使光解水产氢活性提高7倍，同时具备催化水氧化析出氧气的能力.3.4 构筑表面异质结来促进光生载流子分离在g-C3N4的表面构筑异质结可以提高光生电子-空穴的分离.Hongjian Yan等〔22〕通过P3HT与体相g-C3N4复合形成异质结来提高光解水产氢活性，结果表明，复合3wt%P3HT后g-C3N4光催化制氢活性提高了300倍.Jinshui Zhang 等〔23〕通过分步热聚合双氰胺和硫脲前驱来制备不同电子结构和聚合程度的g-C3N4异质结（CN/CNSheterojunction）,结果表明该异质结提高CN的光电流和光催化分解水制氢活性.3.5 界面负载水分解电催化剂（OEC）来调控水氧化4e过程在研究中发现〔24〕，在可见光照射和无牺牲剂条件下，Pt沉积的g-C3N4（Pt-g-C3N4）能够分解水产生氢气和过氧化氢（H2O2）.生成的吸附态H2O2使Pt-g-C3N4光催化分解水产氢失活，而吸附态H2O2分解后Pt-g-C3N4光催化分解水产氢的活性恢复.基于以上的发现，可以通过在g-C3N4的界面负载析氧活性电催化剂（Oxygen Evolution Catalysts,OEC）来调制水氧化动力学路径和产物，从而消除吸附态过氧化氢对光催化分解水制氢活性和稳定性的影响.Qiushi Yin等〔25〕制备了具有稳定氧气析出活性的杂多酸〔Co4（H2O）2（PW9O34）2〕10-（Co-POM）水溶性分子电催化剂，该Co-POM负载到g-C3N4已证明具有高的电催化氧气析出活性（Turnover Number,TON）〔26〕.4 观点和展望原理上，可以利用该Co-POM来调控g-C3N4与水界面反应，抑制过氧化氢生成.铂（Pt）纳米颗粒是经典的析氢电催化剂（Hydrogen Evolution Catalysts,HEC）.纳米结构Mo2C〔27〕和NiMoNx〔28〕是具有高氢气析出活性的非贵金属电催化剂.因此，可以设计在g-C3N4界面负载析氢和析氧双催化活性位点来实现提高光催化分解水产氢的活性和稳定性的目的.参考文献【相关文献】〔1〕Kudo A，Miseki Y.Heterogeneous photocatalyst materials for water splitting 〔J〕,Chem Soc Rev，2009,38:253-78.〔2〕Osterloh FE.Inorganic 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钴单原子氮化碳光催化产h2o2
钴单原子氮化碳光催化产H2O2
随着能源危机的逐渐加剧，寻找可替代石油的新能源已成为全球研究的热点之一。
氢氧化物是一种理想的绿色氧化剂，而过氧化氢（H2O2）作为其一种重要的产物，具有广泛的应用前景。
因此，寻找一种高效、绿色的方法来合成H2O2成为了科学界的焦点。
近年来，钴单原子氮化碳光催化产H2O2的研究引起了广泛的关注。
钴单原子氮化碳是一种新型的二维材料，具有独特的电子结构和光催化性能。
它的结构由钴原子嵌入到氮化碳的晶格中而成，形成了高度稳定的催化活性位点。
这些活性位点能够吸附氧气分子，经过光激发后，产生活性氧物种，进而促进H2O2的形成。
钴单原子氮化碳光催化产H2O2的反应机理相对复杂，但可以简单概括为以下几个步骤。
首先，钴单原子氮化碳表面吸附氧气分子，并在光激发下激活。
随后，激活的氧气分子与水分子发生反应，生成氢氧自由基。
这些自由基能够进一步与氧气分子反应，形成过氧化氢。
最后，过氧化氢在钴单原子氮化碳表面积累，从而得到高效的H2O2产率。
钴单原子氮化碳光催化产H2O2的研究不仅在理论上具有重要意义，也为实际应用提供了新的思路。
由于钴单原子氮化碳具有优异的光催化性能和高度稳定性，可以在可见光下高效地合成H2O2。
与传
统的H2O2合成方法相比，钴单原子氮化碳光催化产H2O2具有反应条件温和、无需添加大量助剂和高产率等优点。
然而，钴单原子氮化碳光催化产H2O2的研究还面临一些挑战。
其中之一是如何提高H2O2的选择性，以减少副产物的生成。
另外，如何提高钴单原子氮化碳的光催化活性，以进一步提高H2O2的产率也是一个需要解决的问题。
针对这些挑战，科学家们正不断开展相关研究，以期找到更加高效和可持续的钴单原子氮化碳光催化产H2O2的方法。
钴单原子氮化碳光催化产H2O2是一种具有广阔应用前景的绿色合成方法。
随着对新能源的需求不断增加，钴单原子氮化碳光催化产H2O2的研究将为解决能源危机和环境问题提供新的思路和方法。
希望在不久的将来，钴单原子氮化碳光催化产H2O2能够得到更深入的研究和应用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。