溶剂热插层法制备荧光石墨相氮化碳量子点及其在Fe~(3+)检测中的应用

溶剂热法制备CdS@g-C 3N 4复合材料及其催化性能研究王丽,刘进,师兆忠,孙瑞敏,赵辉(河南省先进碳化硅材料重点实验室,开封市化工清洁生产技术重点实验室,开封大学功能材料研究中心,开封大学材料与化学工程学院,河南开封475004)[摘要]以乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成CdS@g-C 3N 4复合材料,利用SEM 、XRD 、UV-Vis 等对其进行结构和形貌表征。

以亚甲基蓝(MB )为降解底物,在模拟太阳光下考察了CdS@g-C 3N 4的光催化降解活性。

结果表明,50%CdS@g-C 3N 4对MB 的降解效率30min 就达到90%以上。

在相同反应条件下,CdS@g-C 3N 4复合材料比纯g-C 3N 4以及CdS 具有更高的催化活性。

CdS 在CdS@g-C 3N 4复合材料中的作用主要有:提高了材料的光吸收能力,提高了对有机污染物的吸附能力,同时促进了光生电子-空穴对的分离。

此外,CdS@g-C 3N 4光催化剂在循环测试中表现出了足够的催化稳定性。

[关键词]CdS ;g-C 3N 4;光催化;溶剂热法;降解[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)01-0038-05Preparation of CdS@g-C 3N 4by solvothermalmethod and its catalytic performanceWang Li ,Liu Jin ,Shi Zhaozhong ,Sun ruimin ,Zhao Hui(Henan Key Laboratory for Advanced Silicon Carbide Materials ,Kaifeng Key Laboratory of Clean ProductionTechnology of Chemical Industry ,Research Center of Functional Materials ,Kaifeng University ,School of Material and Chemical Engineering ,Kaifeng University ,Kaifeng 475004,China )Abstract :Taking ethanol as solvent ,CdS@g-C 3N 4composites was synthesized by solvothermal method ,and the stru ⁃cture and morphology of CdS@g-C 3N 4were characterized by SEM ,XRD ,UV-Vis ,ing methylene blue (MB )as the degradation substrate ,the photocatalytic degradation activity of CdS@g-C 3N 4was investigated under simulatedsunlight.The results showed that the degradation efficiency of MB on 50%CdS@g-C 3N 4reached above 90%in 30min.Under the same reaction conditions ,the CdS@g-C 3N 4composite showed higher catalytic activity than pure g-C 3N 4and CdS.The role of CdS in CdS@g-C 3N 4composite materials mainly include as follows :improving the light absorption capacity of the material and the adsorption capacity of organic pollutants ,promoting the separation of photogenerated electron ⁃hole pairs.In addition ,the CdS@g-C 3N 4photocatalyst exhibits sufficient catalytic stability in the cycle test.Key words :CdS ;g-C 3N 4;photocatalysis ;solvothermal ;degradation光催化氧化技术可以通过半导体光催化材料直接将太阳能转化为化学能,并将环境中的有机污染物完全矿化降解,被认为是目前解决环境污染,特别是水污染问题最具有潜力的技术方案之一〔1〕,目前光催化技术的挑战主要在于如何拓展催化剂的可见光吸收范围和促进光诱导电子-空穴对的有效分离〔2〕。

STUDY ON SPECTRA AND SPECTRAL LINESABSTRACTSpectroscopy is a branch of Optics, it study the production of a spectrum of various substances and their interaction with matter. By spectroscopy, one can obtain atoms, molecules level structure, level lifetime, electron configuration, molecular geometry, chemical nature, and many other substances kinetics knowledge of the structure. Currently, spectroscopic studies of many quantitative and semi-quantitative analysis of the composition and structure must fit in the band on the basis of calculation, therefore, many of the relevant bands fitting calculation method and the problem has always been among the most popular academic research spectrum one of the topics. In the band fitting mathematical processing, linear functions, and half- width is bound to involve.This article describes: 1. Spectroscopy formation, history, application and prospects. (2) The introduction of spectral line broadening of spectral lines as well as the physical meaning. And in this thesis, we discuss the natural broadening, Doppler broadening, Lorentz broadening, Voigt broadening and external fields (mainly discussed the electric and magnetic fields) line broadening of the physical mechanism, and we give out the expression of the half-width for different widen mechanisms. Especially the application of the Fourier transform discussed Voigt broadening mechanism half-width expression research methods, which provides a method and ideas for the closest to the actual spectral line broadening Voigt profile.KEY WORDS: Spectroscopy，Spectral profile，Spectral widenning，half-width参考文献[1] 母国光.光学(2).北京:高等教育出版社,1999:217-219.[2] 姚启均.光学教程(4).北京:高等教育出版社,2009:216-219.[3] 赵凯华.新概念物理教程——量子物理(2).北京:高等教育出版社,2008:21-23.[4] Nikolic D, Mijatovic Z, Djurovic S, et al. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfe, 2001, 70: 67.[5] Dong Lifang, Ran Junxia, Mao Zhiguo. Appl. Phys. Lett., 2005, 86: 1.[6] Nikolic D, Djurovic S, Mijatovic Z, et al. Journal of Research in Physics, 1999, 28(3): 185.[7] 王国文.原子与分子光谱导论.北京:北京大学出版社,1985:125-132.[8] 蔡建华.原子物理与量子力学.北京:人民教育出版社,1962:115-119.[9] 杨德田.原子光谱中强弱磁场的标准与估算.物理通报,1988,(9),22-25.[10] 褚圣麟.原子物理学.北京:高等教育出版社,1987:245-248.[11] DONG L-i fang, RAN Jun-xia, YIN Zeng-qian, et al. Acta Physica Sinica, 2005, 54(5):21-67.[12] Milosavljevic V, DjeniÑe S. Eur. Phys. Journal D, 2003, 23(10): 385.[13] Konjevic N. Plasma Sources Sci. Technol., 2001, 10(2): 356.[14] 李安模.原子吸收及原子荧光光谱分析.北京：科学出版社,2005:225-227.[15] 曾谨言.量子力学教程(2).北京:科学出版社,2003:124-128.[16] 张庆国.大学物理学.北京:机械工业出版社,2007:256-259.[17] Jian He, Chunmin Zhang. The accurate calculation of the Fourier transform of the pure Voigt function[J]. J.Opt.A: Pure and Appl.Opt. 2005,7:613－616.[18] Jian He, Qingguo Zhang. The calculation of the resonance escape factor of helium for Lorentzian and Voigt profiles[J]. Phys.Lett.A. 2006,359:256-560. [19] Jian He, Qingguo Zhang. An exact calculation of the Voigt spectral line profile in spectroscopy[J]. J.Opt.A: Pure and Appl.Opt. 2007,9:565－568. [20] Olivero J J, Longbothum. Empirical ÿts to Voigt line-width—brief review[J]. J . Quant . Spectrosc. Radiat . 2007,5:226-230.溶剂热法制备纳米氮化碳摘要本论文通过查阅文献的调研方式认识和了解纳米材料的特点，以及应用前景。

一种溶剂热法制备荧光碳点的方法与流程随着纳米材料在生物成像、荧光探针、药物输送等领域的广泛应用，荧光碳点作为一种新型的纳米材料备受关注。

而溶剂热法制备荧光碳点是一种简单高效的方法，本文将介绍该方法的步骤和流程。

1. 实验原理溶剂热法是指将碳源和溶剂充分混合后，进行加热反应，生成荧光碳点。

在这个过程中，溶剂不仅起到了溶解碳源的作用，还能够调节反应的温度和时间，最终控制碳点的形貌和光学性质。

2. 实验步骤(1) 准备实验材料：碳源、溶剂、辅助剂等。

(2) 混合溶剂：将碳源和溶剂按一定比例混合均匀，确保碳源完全溶解。

(3) 反应加热：将混合溶剂加热至一定温度，保持一定时间进行反应。

(4) 沉淀分离：待反应结束后，通过离心或过滤的方式将产生的荧光碳点从溶剂中分离出来。

(5) 洗涤干燥：用适当的溶剂对荧光碳点进行洗涤，去除杂质和残留的溶剂，最后将其干燥得到荧光碳点。

3. 实验条件控制(1) 碳源的选择：碳源的种类和性质对荧光碳点的结构和性能有较大影响，常用的碳源包括葡萄糖、柠檬酸、聚苯乙烯等。

(2) 溶剂的选择：溶剂的选择应考虑其与碳源的相容性、反应活性和对最终产物的影响，常用的溶剂有乙二醇、乙醇、水等。

(3) 反应温度和时间：反应温度和时间是影响荧光碳点形貌和光学性质的重要因素，需根据实际情况进行合理选择。

4. 实验结果分析通过透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等手段对制备的荧光碳点进行表征，分析其形貌、结构、荧光性质等。

5. 实验应用展望溶剂热法制备的荧光碳点具有简单、高效的特点，适用于大规模生产，且可通过调节反应条件控制产物的性质，因此在生物成像、荧光探针、传感器等领域有着广阔的应用前景。

溶剂热法制备荧光碳点是一种简单高效的方法，通过合理选择碳源、溶剂和反应条件，可得到具有良好性能的荧光碳点，有望在纳米材料领域发挥重要作用。

溶剂热法制备荧光碳点的方法与流程在过去的几年里，由于其独特的结构和优异的性能，荧光碳点作为一种新型的纳米材料备受科学界和工业界的关注。

石墨相氮化碳的化学合成及应用一、本文概述石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种新兴的二维纳米材料，自其被发现以来，已在科学界引起了广泛的关注。

本文旨在深入探讨石墨相氮化碳的化学合成方法以及其在多个领域的应用。

我们将首先概述石墨相氮化碳的基本性质，然后详细介绍其化学合成的最新进展，最后探讨其在能源转换、环境修复、生物医学等领域的应用前景。

通过对石墨相氮化碳的深入研究，我们期待能够为材料科学的发展提供新的思路和方法，同时也为实际问题的解决提供有效的材料基础。

二、石墨相氮化碳的化学合成石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种新兴的二维纳米材料，因其独特的电子结构和物理化学性质，在能源转换、光催化、传感器等领域具有广泛的应用前景。

其合成方法多种多样，主要包括热缩聚法、溶剂热法、气相沉积法以及微波辅助法等。

热缩聚法：热缩聚法是最常见的制备g-C3N4的方法之一。

通常，富含氮的前驱体（如尿素、硫脲、三聚氰胺等）在高温下（如500-600℃）进行热缩聚，生成g-C3N4。

这种方法简单易行，产量大，但得到的g-C3N4往往结晶度不高，存在大量的结构缺陷。

溶剂热法：溶剂热法是一种在溶剂存在下进行热缩聚的方法。

通过选择合适的溶剂和反应条件，可以调控g-C3N4的形貌和结构。

这种方法制备的g-C3N4通常具有较高的结晶度和较大的比表面积。

气相沉积法：气相沉积法是一种在基底上直接生长g-C3N4的方法。

通过控制气相反应的条件，可以在基底上制备出高质量的g-C3N4薄膜。

这种方法制备的g-C3N4具有良好的结晶度和均匀的厚度，适用于制备大面积、高质量的g-C3N4。

微波辅助法：微波辅助法是一种利用微波加热快速合成g-C3N4的方法。

微波加热具有快速、均匀、节能等优点，可以在短时间内完成g-C3N4的合成。

这种方法制备的g-C3N4具有较高的结晶度和良好的分散性。

除了以上几种方法外，还有一些其他的合成方法，如电化学合成法等离子体法等。

石墨相氮化碳的化学合成及应用
1. 热分解法：通过将含有氰胺化合物的有机溶剂或固体在高温下进行热分解来制备g-C3N4。

在高温条件下，氰胺化合物发
生缩聚反应，生成g-C3N4。

这种方法制备的g-C3N4具有良
好的结晶性和光催化活性。

2. 气相沉积法：将氰胺等前驱物物质放在高温环境中，在载体表面进行气相沉积。

通过调节反应条件和前驱物的浓度，可以得到不同形态和性能的g-C3N4薄膜。

3. 液相合成法：通过将氰胺或尿素等化合物溶解在有机溶剂中，经过一系列的化学反应和热解等处理，得到g-C3N4纳米粒子。

这种方法制备的g-C3N4纳米粒子具有较高的比表面积和催化
活性。

石墨相氮化碳在能源转换、环境污染治理和光电器件等领域具有广泛的应用前景：
1. 光催化应用：由于g-C3N4具有良好的光吸收性能和催化活性，可以用于光解水制氢、光催化还原CO2等气体转化反应。

石墨相氮化碳还可以用于光催化降解有机污染物，对于环境污染治理具有重要意义。

2. 光电器件：g-C3N4可以作为光电催化剂、气体传感器和光
电导板等光电器件的关键材料。

它在太阳能电池、光电催化水分解和柔性电子等方面的应用潜力巨大。

3. 电化学储能：石墨相氮化碳可以作为光电催化水分解过程中氢气储存的载体，并用于制备高性能的氢气储存材料。

此外，
g-C3N4还可以用于制备锂离子电池、超级电容器等电化学储
能材料。

总而言之，石墨相氮化碳是一种具有广泛应用前景的新型材料，其化学合成方法和应用领域的研究将会进一步推动可持续能源和环境治理等领域的发展。

《荧光氮掺杂碳点的制备及其在Hg～(2+)检测中的应用》篇一荧光氮掺杂碳点的制备及其在Hg~(2+)检测中的应用一、引言近年来，荧光碳点因其优良的光学性质、化学稳定性和生物相容性等优点，在生物医学、环境监测、分析化学等领域具有广泛的应用前景。

特别是氮掺杂的碳点（N-doped Carbon Dots，CDs）由于其较高的荧光量子产率以及多样化的制备方法而受到关注。

本篇论文主要讨论荧光氮掺杂碳点的制备方法，并探讨其在Hg~(2+)检测中的应用。

二、荧光氮掺杂碳点的制备1. 材料与试剂制备荧光氮掺杂碳点所需的材料包括：碳源（如葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮等）、氮源（如氨水、尿素等）以及其他辅助试剂。

所有试剂均需为分析纯，且在实验前需进行适当的预处理。

2. 制备方法荧光氮掺杂碳点的制备方法主要包括以下步骤：首先，将碳源和氮源在适当条件下进行混合和热解；然后，通过酸洗、透析等手段对产物进行纯化；最后，获得纯净的荧光氮掺杂碳点。

三、Hg~(2+)检测原理及实验方法1. 检测原理Hg~(2+)与荧光氮掺杂碳点之间的相互作用可导致碳点的荧光强度发生变化。

利用这一特性，我们可以实现Hg~(2+)的定量检测。

2. 实验方法（1）标准曲线的制备：将不同浓度的Hg~(2+)溶液与荧光氮掺杂碳点混合，测定其荧光强度，绘制标准曲线。

（2）样品检测：将待测样品与荧光氮掺杂碳点混合，测定其荧光强度，根据标准曲线计算Hg~(2+)的浓度。

四、实验结果与讨论1. 实验结果通过实验，我们成功制备了荧光氮掺杂碳点，并发现Hg~(2+)与其之间存在明显的相互作用。

在Hg~(2+)浓度较低时，随着浓度的增加，荧光强度逐渐增强；当Hg~(2+)浓度达到一定值时，荧光强度达到最大值并保持稳定。

此外，我们还发现制备的荧光氮掺杂碳点具有良好的稳定性和重复性。

2. 讨论（1）荧光氮掺杂碳点的制备过程中，氮源的种类和比例对产物的荧光性能具有重要影响。

通过优化制备条件，可以提高产物的荧光量子产率。

改性石墨相氮化碳的制备与光催化性能探究摘要：本文探究了改性石墨相氮化碳的制备与光催化性能。

起首通过改变含铁酸盐的前驱体比例来合成不同浓度的铁掺杂石墨烯氮化碳材料，然后接受氨基硅油原位水解-缩合的方法在材料表面进行硅改性。

接下来，通过控制溶剂的类型和离子强度，制备了不同形貌的石墨相氮化碳。

最后，将改性后的铁掺杂石墨烯氮化碳材料和不同形貌的石墨相氮化碳进行光催化性能测试。

结果表明，在紫外光照耀下，改性后的铁掺杂石墨烯氮化碳材料表现出更好的光催化活性和稳定性，其表面硅改性有助于增强光吸纳能力，而铁掺杂则增加了活性位点的数量。

此外，当溶剂为甲醇时，制备的石墨相氮化碳表面遮盖了更多的碳球状纳米颗粒，从而有效提高了光催化活性。

关键词：改性石墨相氮化碳，铁掺杂，硅改性，光催化性能，甲醇Abstract:In this paper, the preparation and photocatalyticperformance of modified graphene-like nitrogen-doped carbon materials were studied. Firstly, different concentrations of iron-doped graphene nitrogen carbon materials were synthesized by changing the precursor ratio containing iron salt, and then the silicon modification was carried out on the surface of the material by aminoalkylsiloxane in situ hydrolysis-condensation method. Then, by controlling the type of solvent and ionic strength, different morphologies of graphene-like nitrogen-doped carbon were prepared. Finally, the modified iron-doped graphene nitrogen carbon materials and graphene-like nitrogen-doped carbon with different morphologies were tested for photocatalytic performance.The results showed that under UV irradiation, the modified iron-doped graphene nitrogen carbon material showed better photocatalytic activity and stability. The surface silicon modification enhanced the light absorption capacity and the iron doping increased the number of active sites. In addition, when the solvent was methanol, more carbon spherical nanoparticles were covered on the surface of the prepared graphite-like nitrogen-doped carbon, which effectively improved the photocatalytic activity.Keywords: modified graphene-like nitrogen-doped carbon,iron doping, silicon modification, photocatalytic performance, methanol。

碳量子点(cqds)是一种具有纳米尺度的碳基材料，具有优异的光电性能和化学稳定性，近年来受到了广泛关注。

其中，石墨炔量子点作为一种特殊的碳量子点，在光催化、光电器件、生物成像等领域展现出了巨大的应用潜力。

本文将从以下几个方面详细介绍碳量子点和石墨炔量子点的相关研究进展。

一、碳量子点的制备方法碳量子点的制备方法包括化学氧化方法、电化学法、微波辐射法、激光剥离法、等离子体法等多种途径。

其中，化学氧化方法是最为常见的制备方法之一，通过碳前体的酸碱处理、氧化剥离等步骤，可制备出具有一定量子效应的碳量子点。

二、石墨炔量子点的结构与性质石墨炔量子点具有类似于石墨炔结构的碳原子排列，拥有较小的带隙、较高的导电性和光催化活性。

石墨炔结构的引入使得石墨炔量子点在光电器件中表现出了良好的性能，同时在生物成像领域也表现出了巨大的潜力。

三、碳量子点在光催化中的应用碳量子点作为一种优异的光催化剂，可用于水分解、二氧化碳还原、有机污染物降解等反应。

石墨炔量子点在光催化中的应用研究表明，其具有较高的光催化活性和稳定性，为光催化反应的高效进行提供了可能。

四、石墨炔量子点在生物成像中的应用石墨炔量子点具有较好的生物相容性和荧光性能，被广泛应用于生物成像领域。

其在细胞标记、组织成像、药物传递等方面的应用研究成果丰硕，为生物医学领域的发展带来了新的机遇和挑战。

五、碳量子点的应用前景碳量子点及其衍生物在光电器件、生物成像、光催化等领域的广泛应用展现出了巨大的潜力，但也面临着制备方法简单化、性能稳定化、应用系统化等方面的挑战。

未来的研究方向将集中在碳量子点的制备与改性、性能调控与机制解析、应用拓展与产业化等方面，以期为碳量子点的应用提供更为坚实的基础和保障。

碳量子点和石墨炔量子点作为当前领域的研究热点，其在光电器件、生物成像、光催化等领域的应用前景广阔，但仍需加大基础研究和工程应用方面的投入，以推动碳量子点在相关领域的深入应用与开发。

希望本文的内容能为相关研究和应用工作提供一定的参考和借鉴，期待碳量子点在未来能够迎来更加灿烂的发展。

《氮掺杂碳量子点的制备及其对Fe3+、CN-的检测研究》篇一一、引言随着科技的发展，环境检测和食品安全检测成为了日益重要的研究领域。

由于对新型纳米材料的探索，碳量子点（Carbon Quantum Dots, CQDs）因其独特的光学性质和良好的生物相容性，在生物成像、光电器件和化学传感等方面表现出极大的应用潜力。

特别是在环境检测方面，利用碳量子点进行金属离子及有机污染物的检测已经逐渐成为研究热点。

其中，氮掺杂碳量子点（N-doped Carbon Quantum Dots）的制备及在Fe3+和CN-检测中的应用是本篇论文研究的重点。

二、氮掺杂碳量子点的制备（一）实验材料本实验所需材料包括：碳源（如葡萄糖、蔗糖等）、氮源（如氨水、尿素等）、溶剂（如水、乙醇等）等。

（二）制备方法氮掺杂碳量子点的制备过程主要采用水热法。

具体步骤为：首先将碳源和氮源按照一定比例混合，然后加入溶剂中，形成均匀的溶液。

接着将溶液转移到反应釜中，在一定温度下进行水热反应，最后冷却离心得到氮掺杂碳量子点。

三、氮掺杂碳量子点的性质研究（一）光学性质氮掺杂碳量子点具有独特的光学性质，如宽色域、高荧光量子产率等。

通过光谱分析，可以研究其光致发光和电致发光特性。

（二）稳定性与生物相容性氮掺杂碳量子点具有良好的稳定性和生物相容性，可以用于生物成像和环境检测等领域。

通过细胞毒性实验和生物成像实验，可以验证其在实际应用中的可行性。

四、氮掺杂碳量子点对Fe3+的检测研究（一）实验原理氮掺杂碳量子点与Fe3+之间存在相互作用，导致其荧光强度发生变化。

通过测量荧光强度的变化，可以实现对Fe3+的定量检测。

（二）实验方法与结果分析通过配制不同浓度的Fe3+溶液，测定氮掺杂碳量子点的荧光强度变化。

结果表明，随着Fe3+浓度的增加，荧光强度逐渐降低。

通过对实验数据进行拟合分析，可以得出Fe3+浓度与荧光强度之间的线性关系，从而实现对Fe3+的准确检测。