Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (6), 705–712
Planetary grinding’s impact on the structure and photocatalytic characteristics of urea-derived g-C3N4 nanocrystals
Maria I. Chebanenko – Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia
Lev A. Lebedev – Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia
Maksim I. Tenevich – Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia
Ekaterina Yu. Stovpiaga – Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia
Vadim I. Popkov – Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia
Corresponding author: Maria I. Chebanenko, m_chebanenko@list.ru
PACS 61.43.Gt, 61.46.+w
DOI 10.17586/2220-8054-2023-14-6-705-712
ABSTRACT The burgeoning interest in two-dimensional materials derived from graphite carbon nitride (g-C3N4) stems from its non-toxicity, exceptional charge carrier mobility, and UV-vis absorption capabilities. Crucially, g-C3N4’s performance hinges on its specific surface area. We investigate how planetary grinding impacts the crystal and electronic structures of g-C3N4 nanocrystals. Six samples, subjected to varying durations of mechanical treatment, underwent comprehensive characterization using a complex of physico-chemical methods. Notably, planetary grinding substantially increases the specific surface area of g-C3N4 nanocrystals while preserving their electronic structure. Furthermore, we assessed the photocatalytic performance of these samples in decomposing antibiotics under visible light. The nanocrystalline powder with an enhanced specific surface area demonstrated a remarkable efficiency in tetracycline hydrochloride decomposition. In summary, our study highlights the potential of planetary grinding as a means to augment g-C3N4’s specific surface area, positioning it as a promising platform for the development of contemporary, eco-friendly photocatalysts.
KEYWORDS g-C3N4, graphitic carbon nitride, two-dimensional structures, mechanical processing, photocatalysis
ACKNOWLEDGEMENTS This work was supported by the Russian Science Foundation (project No. 23-23-00328).
FOR CITATION Chebanenko M.I., Lebedev L.A., Tenevich M.I., Stovpiaga E.Yu., Popkov V.I. Planetary grinding’s impact on the structure and photocatalytic characteristics of urea-derived g-C3N4 nanocrystals. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (6), 705–712.
[In Russian] М.И. Чебаненко, Л.А. Лебедев, М.И. Теневич, Е.Ю. Стовпяга, В.И. Попков
Влияние помола в планетарной мельнице на структуру и фотокаталитические характеристики нанокристаллов g-C3N4, полученных из мочевины
УДК 54.055, 541.14
АННОТАЦИЯ Растущий интерес к двумерным материалам, получаемым из графитоподобного нитрида углерода (g-C3N4), обусловлен его экологичностью, исключительной подвижностью носителей заряда и способностью поглощать ультрафиолетовое излучение. Важно отметить, что эксплуатационные характеристики g-C3N4 зависят от его удельной площади поверхности. В данной работе было исследовано, как измельчение в планетарной мельнице влияет на кристаллическую и электронную структуры нанокристаллов g-C3N4. Шесть образцов, подвергнутых механическому воздействию различной продолжительности, прошли всестороннюю характеристику с использованием комплекса физико-химических методов анализа. Примечательно, что помол с помощью планетарной мельницы значительно увеличивает удельную поверхность нанокристаллов g-C3N4 при сохранении их электронной структуры. Также были оценены фотокаталитические свойства этих образцов в процессе разложения антибиотиков под действием видимого света. Нанокристаллический порошок с увеличенной удельной поверхностью продемонстрировал высокую эффективность при разложении тетрациклина гидрохлорида. Таким образом, данное исследование подчеркивает потенциал планетарного измельчения как способа увеличения удельной поверхности нанопорошка g-C3N4, который в дальнейшем может быть использован в качестве перспективной основы для создания современных и экологически чистых фотокатализаторов.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА g-C3N4; графитоподобный нитрид углерода; двумерные структуры; механическое воздействие; фотокатализ
