通过直接S型电荷转移和高度改进的可见光驱动光催化效率构建3D花状O-掺杂g-C3N4-[N-掺杂Nb2O5/C]异质结(英文)

作者：Fahim A. Qaraah; Samah A. Mahyoub; Abdo Hezam; Amjad Qaraah; Qasem A. Drmosh; 修光利^*

来源：Chinese Journal of Catalysis, 2022, 43(10): 2637-2651.

• 2D/3D纳米结构
• S型异质结
• g-C3N4
• Nb2O5
• 光催化降解

通过将两种光催化材料复合构建合适的异质结构光催化体系,可设计出广泛应用于环境、医疗和能源领域的高效光催化剂.近年来,S型异质结体系因可实现高效的光生载流子分离,同时表现出较强的光氧化还原能力而备受关注.本文通过超声和剧烈搅拌的方法构建了由2D O-掺杂g-C3N4(OCN)纳米片和3D N-掺杂Nb2O5/C(N-NBO/C)纳米花组成的新型S型异质结体系,经过热处理后用于罗丹明B(RhB)的光催化降解.实验结果表明,优化的4OCN-[N-NBO/C](OCN和N-NBO/C含量分别为40 mg和100 mg)样品表现出较好的理化特性,其比表面积大、载流子的分离效率高、可见光吸收效率大和紧邻接触面大.EPR试验和自由基捕获实验结果表明,OCN和N-NBO/C之间形成了S型异质结.RhB光催化降解实验结果表明,在可见光照射下,所制备的材料表现出较好的催化性能,催化剂光催化效率高,稳定性好.光催化降解性能的提高可归因于快速电荷转移、高效电荷分离、光致电荷载流子的寿命延长以及S型体系中光致电荷的高氧化还原能力.本文还深入研究了催化剂的组成、结构、形貌以及RhB的光催化降解机制,为相关研究提供了一定参考.

• 单位
  天津大学; 华东理工大学