具有接近C6N7结构和优异可见光吸收的新型氮化碳应用于高效光催化(英文)

作者：赵鑫宇; 赵英男; 谭华桥^*; 孙慧颖; 覃星; 何永基^*; 周敏; 林锦良; 李阳光^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(17): 1764-1772.

合理设计并制备新型氮化碳是化学和材料领域的研究热点.本文受尿素聚合的启发,以草酰二胺替代部分尿素制备了C-C桥联、结构接近C6N7的新型氮化碳UOx(x为尿素与草酰二胺的物质的量之比, x=1、1.5、2、2.5和3).密度泛函理论计算表明, UOx的共轭性由单个庚嗪环扩展到了整个材料框架.因此,其禁带宽度缩小到2.05 e V,吸收带边被大幅扩展到600 nm.此外,它的载流子传输和分离也得到显著增强,因而展现出优异的光催化活性.在一系列样品中, UO2具有最佳的光催化活性,其光催化析氢速率约为108.59μmol h-1 (10mg催化剂),表观量子效率在420和600 nm下分别为36.12%和0.33%.此外, UO2对二苯肼氧化以及酚类降解也呈现明显优于传统g-C3N4的优异光催化活性和稳定性,它是一类极具发展前景的新型二维材料.

• 单位
  东北师范大学