Novel Two-Stage Method of Preparing Graphitic Carbon Nitride Doped by Chlorine for Photocatalytic Hydrogen Evolution and Photocurrent Generation

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

In this work graphitic carbon nitride doped by chlorine was prepared by a two-stage technique at first. At the first stage melamine was hydrothermally treated with glucose, at the second stage the mixture of as-prepared melamine with ammonium chloride was calcined. The obtained samples were investigated by the set of methods: X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), diffuse reflectance spectroscopy, photoelectrochemical methods. All prepared photocatalysts was tested in the reaction of photocatalytic hydrogen production from basic solutions of triethanolamine. It was shown that the highest values of the catalytic activity and short-circuit current density were obtained over the photocatalyst preparing by calcination of the mixture containing 30% ammonium chloride and 70% melamine. The highest value of the catalytic activity was 1332 μmol h–1 g–1 and was more than the catalytic activity of carbon nitride preparing by the melamine calcination without another treatment in 22 times.

Sobre autores

A. Zhurenok

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis

Email: madiva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Pr. Ak. Lavrentieva, 5

D. Markovskaya

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis

Autor responsável pela correspondência
Email: madiva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Pr. Ak. Lavrentieva, 5

K. Potapenko

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis

Email: madiva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Pr. Ak. Lavrentieva, 5

N. Sidorenko

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis

Email: madiva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Pr. Ak. Lavrentieva, 5

S. Cherepanova

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis

Email: madiva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Pr. Ak. Lavrentieva, 5

A. Saraev

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis

Email: madiva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Pr. Ak. Lavrentieva, 5

E. Gerasimov

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis

Email: madiva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Pr. Ak. Lavrentieva, 5

E. Kozlova

Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis

Email: madiva@catalysis.ru
Russia, 630090, Novosibirsk, Pr. Ak. Lavrentieva, 5

Bibliografia

  1. Hosseini S.E., Wahid M.A., Jamil M.M., Azli A.A., Misbah M.F. // Int. J. Energy Res. 2015. V. 39. P. 1597.
  2. Abuadala A., Dincer I. // Int. J. Energy Res. 2012. V. 36. P. 415.
  3. Arachchige S.M., Brewer K.J. / Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry. Wiley, 2011. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781119951438.eibc0458
  4. Heterogeneous Catalysis at Nanoscale for Energy Applications. Eds. Tao F., Schneider W.F., Kamat P.V., Wiley, 2014. 326 p.
  5. Acar C., Dincer I., Zamfirescu C. // Int. J. Energy Res. 2014. V. 38. P. 1903.
  6. Журенок А.В., Марковская Д.В., Потапенко К.О., Черепанова С.В., Сараев А.А., Герасимов Е.Ю., Козлова Е.А. // Кинетика и катализ. 2022. Т. 63. № 3. С. 294.
  7. Марковская Д.В., Люлюкин М.Н., Журенок А.В., Козлова Е.А. // Кинетика и катализ. 2021. Т. 62. № 4. С. 437.
  8. An C.W., Liu T., Zhang D.F., Yan J.S. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 6. С. 818.
  9. Jain A., Ameta C. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 2. С. 246.
  10. Краснякова Т.В., Юрчило С.А., Моренко В.В., Носолев И.К., Глазунова Е.В., Хасбулатов С.В., Вербенко И.А., Митченко С.А. // Кинетика и катализ. 2020. Т. 61. № 3. С. 359.
  11. Salman M., Guorui N., Ayub Y., Wang S., Wang L., Wang X., Yan W., Peng S., Ramakarishna S. // Appl. Catal. B: Env. 2019. V. 257. P. 117855.
  12. Koutsouroubi E.D., Vamvasakis I., Papadas I.T., Drivas C., Choulis S., Kennou S., Armatas G. // ChemPlusChem. 2020. V. 85. P. 1379.
  13. Azharal U., Bashir, M.S., Babar M., Arif M., Hassan A., Riaz M., Mujahid R., Sagir M., Suri S.U.K., Show P.L., Chang J.-S., Khoo K.S., Mubashir M. // Chemosphere. 2022. P. 134792.
  14. Shcherban N.D., Shvalagin V.V., Korzhak G.V., Yaremov P.S., Skoryk M.A., Sergiienko S.A., Kuchmiy S.Ya. // J. Mol. Struct. 2022. V. 1250. P. 131741.
  15. Patel S.B., Tripathi A., Vyas A.P. // Environ. Nanotechnol. Monitor. Manag. 2021. V. 16. P. 100589.
  16. Lu S., Shen L., Li X., Yu B., Ding J., Gao P., Zhang H. // J. Clean. Prod. 2022. V. 378. P. 134589.
  17. Zhang Y., Yuan J., Ding Y., Liu B., Zhao L., Zhang S. // Ceram. Int. 2021. V. 47. P. 31005.
  18. Phuc N.V., An D.T., Tri N.N., Tran H.H., Tran T.T.H., Nguyen P.H., Vien V.O. // Appl. Mech. Mater. 2019. V. 889. P. 24.
  19. Zhou Y., Zhang L., Liu J., Fan X., Wang B., Wang M., Ren W., Wang J., Li M., Shi J. // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. P. 3862.
  20. Nguyen M.D., Nguyen T.B., Thamilselvan A., Nguyen T.G., Kuncoro E.P., Doong R.-a. // J. Environ. Chem. Eng. 2022. V. 10. P. 106905.
  21. Thorat N., Yadav A., Yadav M., Gupta S., Varma R., Pillai S., Fernandes R., Patel M., Patel N. // J. Environ. Manage. 2019. V. 247. P. 57.
  22. Vasilchenko D., Zhurenok A., Saraev A., Gerasimov E., Cherepanova S., Kovtunova L., Tkachev S., Kozlova E. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. P. 11326.
  23. Sun S., Li J., Song P., Cui J., Yang Q., Zheng X., Yang Z., Liang S. // Appl. Surf. Sci. 2020. V. 500. P. 143985.
  24. Zhurenok, A.V., Larina, T.V., Markovskaya, D.V., Cherepanova, S.V., Mel’gunova E.A., Kozlova E.A. // Mendeleev Commun. 2021. V. 31. P. 157.
  25. Lu Y., Wang W., Cheng H., Qiu H., Sun W., Fang X., Zhu J., Zheng Y. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. P. 3733.
  26. Škuta R., Matějka V., Foniok K., Smýkalová A., Cvejn D., Gabor R., Kormunda M., Smetana B., Novák V., Praus P. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 552. P. 149490.
  27. Kesavan G., Vinothkumar V., Chen S.–M., Thangadurai T.D. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 556. P. 149814.
  28. Zhang Z., Cui L., Zhang Y., Klausen L.H., Chen M., Sun D., Xu S., Kang S., Shi J. // App. Catal. B: Env. 2021. V. 297. P. 120441.
  29. Dong F., Zhao Z., Xiong T., Ni Z., Zhang W., Sun Y., Ho W.K. // ACS Appl. Mater. Inter. 2013. V. 5. P. 11392.
  30. Liu H., Chen D., Wang Z., Jing H., Zhang R. // Appl. Catal. B: Env. 2017. V. 203. P. 300.
  31. Shvalagin V., Kuchmiy S., Skoryk M., Bondarenko M., Khyzhun O. // Mater. Sci. Eng. B. 2021. V. 271. P. 115304.
  32. Wang Z., Wang Y., Xu S., Jin Y., Tang Z., Xiao G., Su H. // Polym. Degrad. Stabil. 2021. V. 190. P. 109638.
  33. Ren X., Zhang Y., Yang L. Chen Z. // Inorg. Chem. Commun. 2021. V. 133. P. 108863.
  34. Zhurenok A.V., Markovskaya D.V., Gerasimov E.Yu., Cherepanova S.V., Bukhtiyarov A.V., Kozlova E.A. // RSC Adv. 2021. V. 11. P. 37966.
  35. Zhurenok A.V., Markovskaya D.V., Gerasimov E.Yu., Vokhmintsev A.S., Weinstein I.A., Prosvirin I.P., Cherepanova S.V., Bukhtiyarov A.V., Kozlova E.A. // Catalysts. 2021. V. 11. P. 1340.
  36. Barr T.L. // J. Phys. Chem. 1978. V. 82. P. 1801.
  37. Bernsmeier D., Sachse R., Bernicke M., Schmack R., Kettemann F., Polte J., Kraehnert R. // J. Catal. 2019. V. 369. P. 181.
  38. Gołąbiewska A., Lisowski W., Jarek M., Nowaczyk G., Zielińska-Jurek A., Zaleska A. // Appl. Surf. Sci. 2014. V. 317. P. 1131.
  39. Смирнов М.Ю., Вовк Е.И., Нартова А.В., Калинкин А.В., Бухтияров В.И. // Кинетика и катализ. 2018. Т. 59. № 5. С. 631.
  40. Kozlova E.A., Markovskaya D.V., Cherepanova S.V., Saraev A.A., Gerasimov E.Y., Perevalov T.V., Kaichev V.V., Parmon V.N. // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. P. 18758.
  41. Markovskaya D.V., Kozlova E.A., Cherepanova S.V., Kolinko P.A., Gerasimov E.Y., Parmon V.N. // ChemPhotoChem. 2017. V. 1. P. 575.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2.

Baixar (155KB)
3.

Baixar (105KB)
4.

Baixar (355KB)
5.

Baixar (3MB)
6.

Baixar (2MB)
7.

Baixar (186KB)
8.

Baixar (111KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».