Sustainable Electrochemical Synthesis of Porous g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> Nanosheets via 3D-Printed Platinized Electrodes for Enhanced Photocatalytic Activity
Notice bibliographique
Résumé
Graphitic carbon nitride (g-C 3 N 4 ), a polymeric metal-free catalyst, is extensively used to degrade industrial toxic waste that contaminates the aqueous system. However, commonly synthesized bulk g-C 3 N 4 is prone to agglomeration, leading to low surface area with fewer effective photoactive centers, limiting its potential toward the facile separation of photo-excitons and resulting in low photocatalytic activity. This study introduces an innovative electrochemical synthesis of in situ exfoliated porous g-C 3 N 4 nanosheets (GCN NSs) featuring a large surface area with effective separation of photo-excitons, leading to the facile production of reactive oxygen species (ROS). The GCN NSs are uniformly dispersed in an alkaline solution grown via a newly designed electrochemical process using 3D-printed platinumized titanium mesh as both anode and cathode under rigorous stirring for 40 min. The morphological study, along with surface area determination, reveals that the as-grown carbonaceous matrix is highly exfoliated with an inherent nanoporous architecture, having a high surface area of 163.73 m 2 g –1 with an average pore diameter of 8.311 nm. The electrochemically synthesized GCN NSs demonstrate excellent charge transfer kinetics with low charge transfer resistance and superior photocatalytic activity of 98% degradation efficiency against various organic dyes (concentration of 10 ppm) under simulated solar irradiation for 120 min with 5 mg of catalyst. Kinetic studies of the photodegradation process indicate that the reaction follows pseudo-first-order kinetics, with the rate constant of 3.59 × 10 –2 min –1, which is approximately 1.8 times higher as compared to the recent findings. A plausible mechanistic understanding reveals that photogenerated holes and hydroxyl radicals ( • OH) are the primary species for the overall photodegradation process. The stability test depicts that the photocatalyst maintains its efficiency over five consecutive runs with a minimum loss of 7%. This research offers valuable insights into the design and synthesis of advanced photocatalysts with optimized architectures for enhanced industrial waste management.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».