第2章 合成方法及温度对NiS-g-C3N4光催化活性的影响 第25页
g-C3N4NiS450℃ 300℃10203040502?(Degree)
图2.11 300℃与450℃煅烧所得NiS-g-C3N4样品XRD谱图
图2.12也说明了上述的结论，图中可看到经过300℃煅烧得到的NiS-g-C3N4样品其降解率与450℃煅烧所得样品的降解率仅仅有着细微的变化。
(a)intensity(a.u.)intensity(a.u.)0 h0.4951 h2 h3 h(b) 0 h1 h2 h3 h0.532400500600700800900400500600700800900Wavelength (nm)Wavelength (nm)
(a) 300℃ (b) 450℃
图2.12 300℃与450℃煅烧所得NiS-g-C3N4样品对亚甲基蓝的降解谱图
而二者的SEM图显示其微观形貌并无差别，如图2.13所示：
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(a) (b)
（a）300℃ (b) 450℃
图2.13 300℃与450℃煅烧所得NiS-g-C3N4样品
2.4 合成方法的改进以及光催化活性的测试
由于上述的两种合成方法，改变其煅烧温度对其光催化活性都无显著的变化，并且两种合成方法的降解率相差不大，也无明显的差距。为了改善其光催化活性，我们需要改进上述的两种合成方法。使其合成出的NiS-g-C3N4的光催化活性优于前两种。由于煅烧温度对于合成方法并无影响，所以后续实验中我们将不在考虑改变煅烧温度来提高其光催化活性。在此我们提出了一种新的合成方法。 2.4.1合成方法的改进
如图2.14中所示，我们先合成硫化镍，再将硫化镍加入合成g-C3N4
的原料三聚氰胺中。
图2.14改进的合成NiS-g-C3N4的技术路线
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本实验先用硫脲、乙二醇和硝酸镍三种物质混合后转移至高压反应釜中，放置在180℃的烘箱中保温24小时，关闭烘箱自然冷却到室温，打开反应釜将得到的产物经过两次去离子水、一次乙醇超声洗涤、离心。然后，放置于60℃的烘箱中烘干，烘干后收集产品并研磨成粉体，将该粉末添加于用来合成g-C3N4的原料三聚氰胺中。即添加至5g三聚氰胺样品中，然后放入氧化铝坩锅中，以10℃min-1的速率加热到520℃，并在此温度下保温4个小时。等坩埚冷却到室温，收集产品并研磨成粉体得到最终的产品 2.4.2 样品的表征
XRD测试得到NiS-g-C3N4复合样品的晶体结构。CuKa作为发射源，扫描速率为4°min-1，加速电压和工作电流分别为40kV和40mA。场发射的扫描电镜(FE-SEM，加速电压10KV)研究样品的形貌。 2.4.3 样品的光催化活性测试
使用掺杂0.5%硫化镍NiS-g-C3N4与纯g-C3N4降解亚甲基蓝做对比实验，使用光源为功率为250W的自镇流汞灯，光催化实验时，将在这两种样品称取0.1g分别加入加入到100ml浓度为10mgL-1的亚甲基蓝中。照射前，溶液在暗处搅拌30min，使其达到吸附平衡。每隔半个小时，吸取一定量的溶液离心去除催化剂颗粒，用UV-1700表征亚甲基蓝溶液的降解速率。 2.4.4 结果与讨论
如图2.14所示为0.5%硫化镍NiS-g-C3N4与纯g-C3N4的XRD谱图，g-C3N4的XRD结构与标准卡片(JCPDS 87-1526)相符合。在27.4°有一明显的衍射峰，对应着g-C3N4样品的(0 0 2) 晶面。在复合样品中，没有观测到其他明显的衍射峰，说明负载硫化镍后，并没有改变样品的晶体结构。少量的硫化镍高度分散在样品中，使得XRD谱图中没有检测到S
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第2章 合成方法及温度对NiS-g-C3N4光催化活性的影响 第28页
与Ni元素的存在。通过SEM研究NiS-g-C3N4样品的形貌和微观结构，我们发现0.5%硫化镍的NiS-g-C3N4与纯的g-C3N4有着相似的形貌，如图2.15中所示。
0.5% 0 1020304050A
图2.14 0.5%硫化镍NiS-g-C3N4与纯g-C3N4的XRD谱图
(a) (b)
（a）0.5wt% （b）纯g-C3N4
图2.15 0.5%硫化镍的NiS-g-C3N4与纯g-C3N4SEM谱图
向100ml亚甲基蓝中分别加入0.1g的纯g-C3N4和0.1g的NiS-g-C3N4，通过磁力搅拌器搅拌均匀后置于避光处，待其各自吸附平衡后，用功率为250W的自镇流汞灯作为光源，对其进行关照，让其发生光催化反应，
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从开始光照时记为0h，然后每隔半小时，取一定量的溶液放于离心机中转速为6000r/min离心5分钟后取其中部液体，总共反应3小时，用UV-1700紫外可见分光光度计研究其光降解性能。测得两种样品降解MB谱图，如图2.16所示：
(a)intensity(a.u.)intensity(a.u.)0 h1 h2 h3 h(b)0.565 0 h1 h2 h3 h0.697 400500600700800900400500600700800900Wavelength (nm)Wavelength (nm)
（a）g-C3N4 （b）0.5%硫化镍NiS-g-C3N4
图2.160.5%硫化镍NiS-g-C3N4与纯g-C3N4对亚甲基蓝的降解谱图
明显的看到降解率由56.5%提高到了69.7%，降解率有了显著的提高，说明改进的合成方法起到了提高光催化活性的作用，因此，后续的实验都采用这种合成方式。
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