乙酸乙酯皂化反应和碘反应实验改进
张睿桐, 曾志强, 张晓光
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312004
针对乙酸乙酯皂化反应和碘钟反应存在溶液恒温效率低、温度不均匀以及溶液混合不均匀、反应不均匀、数据偏差大等问题,从反应器和反应物的混合方式两方面进行改进,即采用夹套烧杯配合反应瓶作为反应器,使用多点位磁力搅拌器快速混合反应物。改进后使溶液恒温均匀稳定、高效,同时反应物分散均匀、反应快速,可以准确地测量溶液的电导率和变蓝时间,从而得到准确的反应级数、速率常数、活化能等数据。
关键词: 乙酸乙酯皂化反应, 碘钟反应, 夹套烧杯, 实验改进
熔融中间体运输导向合成富氨基g-C3N4纳米片用于高效光催化产H2O2
陈郭强, 郑子璇, 钟威, 王国宏, 吴新鹤
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202406021
为避免使用当前g-C3N4纳米片合成策略中的外加辅助,如模板、强酸、强碱等,本研究设计了一种g-C3N4熔融中间体运输的创新模式,在没有任何外加物质辅助情况下,成功一步合成富含氨基g-C3N4纳米片。该创新模式具体包括先将三聚氰胺放置在倒置坩埚的顶部平台上,随后进行一步煅烧。在煅烧过程中,三聚氰胺及其随后形成的g-C3N4中间体转变为熔融状态,并沿倒置坩埚外表面逐渐向下流动。这种熔融中间体运输模式可以有效减少其团聚,并使其依次分批聚合成富含氨基的g-C3N4纳米片。此外,所得富氨基g-C3N4纳米片的光催化产H2O2速率显著提高,约为85.8 μmol·L–1·h–1,是传统块体g-C3N4的2倍,这主要是因为除了其纳米片结构具有较大的比表面积外,富氨基结构可以有效增强对O2原料和*OOH中间体的吸附,并加速*OOH高效转化为H2O2。该探究提供了一种创新模式来合成富含氨基的g-C3N4纳米片,并深入探究了其光催化机理。
关键词: 光催化, 氮化碳纳米片, 富氨基, 中间体运输, 产过氧化氢
K原子掺杂高度面间结晶的g-C3N4光催化剂及其高效H2O2光合成
钟威, 郑丹, 欧远新, 孟爱云, 苏耀荣
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202406005
石墨相氮化碳(g-C3N4)在光催化制备过氧化氢(H2O2)领域有巨大潜力。然而,低的两电子氧还原活性严重限制了g-C3N4的光催化产H2O2效率。在这项研究中,我们通过两步煅烧法在KI晶体表面重新晶化传统g-C3N4材料,合成了钾掺杂的高晶化g-C3N4光催化剂(CN-K)。所制备的CN-K光催化材料具有更高的面间结晶度、更窄的禁带宽度和更小的颗粒尺寸(大约20到50纳米)。更重要的是,掺入的钾原子作为优异的催化位点可以增强O2吸附和稳定*OOH中间体,从而提高钾掺杂高晶化g-C3N4光催化剂的两电子氧还原活性。其中CN-K(1:6)样品具有显著增强的光催化产H2O2速率(7.8 mmol·L-1·h-1),且在420 nm下的表观量子效率为5.17%,光催化活性是传统块状g-C3N4样品的220倍。这项研究不仅揭示了杂原子提高g-C3N4光催化剂两电子氧还原活性的机理,而且为设计高效g-C3N4基光催化剂提供了新的见解。
关键词: 光催化产H2O2, 氮化碳, 钾掺杂, 高选择性两电子氧还原

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