研究目的
合成硫掺杂g-C3N4材料以增强其对罗丹明B等有机污染物的可见光光催化降解活性。
研究成果
成功合成了硫掺杂g-C3N4材料，在可见光下对罗丹明B降解表现出增强的光催化活性。实验和理论结果表明，由于带隙减小和最佳硫掺杂量，75:25 SCN样品展现出最高性能。
研究不足
该研究仅聚焦于特定的合成方法及有限的重量比，未探索其他掺杂方法或比例。光催化测试仅采用罗丹明B进行，且未涉及材料的可扩展性或长期稳定性问题。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用简易煅烧法，通过加热尿素与硫脲混合物至550°C合成硫掺杂g-C3N4。运用多种表征技术（XRD、FTIR、XPS、SEM、UV-Vis DRS、TGA）分析材料，并通过可见光下降解罗丹明B评估光催化活性。辅以DFT计算支持实验发现。
2：样品选择与数据来源：
样品制备采用不同尿素/硫脲质量比（25:
3：
4：
5：
6：
5）。制备纯g-C3N4（CN）作为对照。数据源自表征设备实测与理论计算。
7：实验设备与材料清单：
设备包括D8 Advance X射线衍射仪、IRPrestige-21光谱仪、ESCALab能谱仪、Nova Nano SEM 450、Cary 5000紫外-可见分光光度计、SETRAM LABSYS热重系统、钨丝灯（220V-100W）、紫外-可见分光光度计（Jenway 6800）及DFT计算所用VASP程序。材料包含尿素、硫脲、罗丹明B、硝酸、蒸馏水及氧化铝坩埚。
8：Cary 5000紫外-可见分光光度计、SETRAM LABSYS热重系统、钨丝灯（220V-100W）、紫外-可见分光光度计（Jenway 6800）及DFT计算所用VASP程序。材料包含尿素、硫脲、罗丹明B、硝酸、蒸馏水及氧化铝坩埚。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：将尿素与硫脲混合物研磨后550°C煅烧1小时，冷却后经酸洗、水洗并干燥。表征项目涵盖XRD、FTIR、XPS、SEM、UV-Vis DRS及TGA。光催化测试包括催化剂分散于RhB溶液、暗吸附2小时、可见光照射及通过紫外-可见光谱监测降解过程。
9：数据分析方法：
数据分析包含从UV-Vis DRS计算带隙、采用Langmuir-Hinshelwood模型测定光催化效率与速率常数，以及通过DFT计算进行电子结构分析。
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UV-Vis diffuse reflectance spectrometer
Cary 5000
Varian
Carried out UV-Vis-DRS to investigate optical properties and estimate band gaps of the samples.
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Infrared spectrometer
IRPrestige-21
Shimadzu
Measured infrared spectra to confirm the formation of g-C3N4 phase and identify functional groups.
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X-ray photoelectron spectrometer
ESCALab
Thermo VG
Obtained XPS spectra to characterize the chemical state of elements (C, N, S, O) in the samples.
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X-ray diffractometer
D8 Advance
Recorded powder X-ray diffraction patterns of the samples to analyze phase structure.
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Scanning electron microscope
Nova Nano SEM 450
Recorded SEM images to examine the morphology and structure of the samples.
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Thermogravimetric analyzer
SETRAM LABSYS TG
Conducted thermogravimetric-differential scanning calorimetry analysis to examine thermal stability of the materials.
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Tungsten wire lamp
220V – 100W
Used as a visible light source for photocatalytic degradation experiments, equipped with a UV cut-off filter.
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UV-vis spectrophotometer
Jenway 6800
Monitored the degradation of Rhodamine B by measuring absorbance changes at 553 nm.
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VASP program
Performed DFT calculations for optimization and density of state (DOS) analysis to support experimental findings on band gap reduction.
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