AuCu和石墨烯助催化剂协同增强氮化碳的光催化性能

作者：吕佳^*; 武烈; 张峰

来源：化学研究与应用, 2023, 35(12): 2897-2907.

• AuCu/石墨烯/C＿3N＿4
• 表面等离共振效应
• 光解水
• CO＿2还原
• 光生载流子分离

在热解法合成石墨相C3N4的基础上,先后采用溶剂热法和共沉淀法将石墨烯和AuCu双金属纳米颗粒负载到C3N4表面,得到AuCu/石墨烯/C3N4复合光催化剂。采用XRD、IR、BET、TEM、XPS、Absorption、PL、电化学等技术对AuCu/石墨烯/C3N4的结构进行分析,并详细评估其在可见光下分解水制氢和还原CO2的性能。石墨烯的负载可以增加材料的比表面积,促进光生电荷的迁移。AuCu双金属以合金的形式负载于石墨烯/C3N4表面,平均粒径3.7 nm。纳米Au的表面等离共振效应能拓宽材料的光谱吸收范围,而第二金属Cu的引入能加速光生电子的分离和传输。因此,石墨烯和AuCu双助催化剂的负载能显著增强C3N4的光催化性能。当AuCu的原子比为3:2、AuCu和石墨烯的负载量分别为0.5和1 wt%时,得到的Au3Cu2/GC复合光催化剂表现出最佳的光催化性能,其分解水制氢的速率达到324.8μmol/h,光催化还原CO2制取CH4的活性和选择性分别为36.1μmol/hg和91.3%,并表现出良好的光催化稳定性。

• 单位
  长春医学高等专科学校; 中国科学院长春应用化学研究所