具有碳空位超薄g-C3N4纳米片可见光下产过氧化氢

摘要：

光催化产过氧化氢(H2O2)作为一种绿色可持续发展技术,相比于工业上常用的蒽醌法,具有清洁无污染、安全、低能耗及低成本等优点.石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种无机非金属材料,是一种很有前景的产H2O2光催化剂.然而,块体g-C3N4存在光生电子空穴复合严重以及光生电荷迁移能力弱等问题,导致其光催化产H2O2效率低.为了提高g-C3N4的光催化产H2O2活性.本文通过简单的连续两步高温煅烧制备了含有碳空位的超薄g-C3N4纳米片(CNS580),通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、电子顺磁共振仪、紫外可见漫反射、瞬态光电流、电化学阻抗谱测试等对光催化剂进行了一系列的结构形貌、光吸收性能以及电化学性能表征.结果表明,该光催化剂具有超薄纳米片结构,厚度约为2.15nm,可提高光生电荷的传输效率;同时引入的碳空位可捕获光生电子,这将改善其光生电子空穴的分离能力.在光催化产H2O2的实验中,CNS580光催化反应6h,其产H2O2浓度可达到0.091mmol/L,是块体g-C3N4的4.13倍.此外,讨论并提出CNS580光催化产H2O2可能的机理.

关键词：石墨相氮化碳、超薄纳米片、碳空位、可见光、过氧化氢

所属期刊栏目：43

分类号：TQ123.6;TQ426

资助基金：国家自然科学基金52100101

在线出版日期：2024-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：4148-4154