g-C3N4/WO3光阳极的除污产电性能研究

摘要：

光催化燃料电池(PFC)以太阳光为能源,利用半导体激发产生的活性物种降解污染物,同时将催化过程产生的电子导出获得电能,可有效应对环境污染和能源危机.本文采用热蒸汽冷凝和旋转涂膜法制备了以网状氮化碳(g-C3N4)为基底,其上负载WO3纳米片的电极材料.在双腔室H型电解池中,以制备的g-C3N4/WO3为光阳极、Pt片为阴极,盐酸四环素(TCH)和Cr(Ⅵ)分别为阳极室和阴极室的目标污染物,构建g-C3N4/WO3-Pt PFC体系.光照240 min后,TCH和Cr(Ⅵ)的去除率分别为79.1％和91.3％,电池的最大输出功率密度达到6.70 μW·cm-2.高活性来源于3个方面:①g-C3N4和WO3两种窄带半导体的同时激发,光能利用率增加;②g-C3N4/WO3间的Z-scheme异质结在提高催化剂内光生载流子分离效率的同时,最大限度地保留了g-C3N4的高导带和WO3的低价带优势,这对于PFC实现高效电子导出和污染物降解至关重要;③g-C3N4的网状结构和WO3的纳米片结构有利于催化剂与光子、污染物的接触.

关键词：光催化燃料电池、g-C3N4/WO3光阳极、Z-scheme异质结、污染物降解、盐酸四环素(TCH)、Cr(Ⅵ)、产电

所属期刊栏目：42

分类号：X703(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金No.51778117

在线出版日期：2022-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：63-71