纳米纤维素/氮化碳复合气凝胶的制备及应用

作者：曾劲松; 张泽新; 刘冰洋; 李鹏飞

来源：生物质化学工程, 2023, 57(04): 17-26.

DOI：10.3969/j.issn.1673-5854.2023.04.002

• 类石墨相氮化碳
• 光催化
• 纳米纤维素
• 气凝胶

以三聚氰胺（M）和三聚氰酸（C）为原料，在水相中充分混合制备得到富含氢键的前驱体；随后通过高温聚合反应制备得到三维状片层卷曲堆叠的多孔氮化碳（g-C3N4）材料（MC-s-CN）。探讨了聚合过程中前躯体内氢键对催化性能的影响，结果表明氢键的引入很大程度减少了g-C3N4的块状堆叠，提升了其比表面积，使表面积达到74.111 9 m2/g,为传统氮化碳M-CN的8.7倍。通过荧光光谱、光电流和电化学阻抗测试，进一步证明MC-s-CN具有更好的光生载流子传输速率和更低的复合速率，最终降解罗丹明染料模拟废水的效果相较传统方法提升了12.52倍。以2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物氧化的纳米纤维素（TCNF）为骨架材料，依靠分子间氢键交联作用，将MC-s-CN倒入TCNF悬浮液中通过定向冷冻的方式成功制备得到大比表面积和良好吸附性能的复合气凝胶材料（CN-TCA）。经测试，CN-TCA具有良好的光催化降解性能，在120 min可见光照射下对罗丹明溶液的降解率达到91%,同时其循环使用性能优异，在5次循环后仍具有原始状态94.08%的降解效果。

• 单位
  华南理工大学