铁/硫共掺杂的石墨相氮化碳及其光催化性能

作者：梁龙; 陆帅帅; 刘亚男; 江芳; 陈欢^*

来源：环境保护科学, 2023, 1-16.

DOI：10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.BJUT202304010

• 石墨相氮化碳
• 铁/硫共掺杂
• 光催化
• 双酚A

金属/非金属修饰可提高石墨相氮化碳的光催化效果，但如何在前驱体聚合过程中同时实现金属修饰和非金属掺杂仍是研究的难点。文章以三聚氰胺、三聚硫氰酸和硝酸铁为原料，通过热聚合法制得铁/硫共掺杂的石墨相氮化碳(Fe/S-CN)催化剂。通过TEM、XRD、FT-IR、EIS等手段对聚合过程中间体和所得Fe/S-CN催化剂进行表征，结果表明三聚氰胺和三聚硫氰酸在热聚合过程中形成铁/硫掺杂的纳米薄层材料。以水中双酚A为目标污染物，考察Fe/S-CN的光催化性能，结果表明在模拟太阳光条件下，2%Fe/S-CN具有最好的污染物降解活性，光照3 h后20 mg/L双酚A的降解率可达92.8%，明显优于硫掺杂石墨相氮化碳和体相石墨相氮化碳。光电流和电化学阻抗的结果表明，铁/硫的掺杂提高了光生电子-空穴对的分离效率；EIS结果说明了金属修饰和非金属掺杂改善了载流子的传输性能，有利于载流子分离。自由基猝灭实验证实，光生空穴、单线态氧和超氧自由基是Fe/S-CN光催化双酚A氧化还原反应的主要活性物种。

• 单位
  南京理工大学; 生物工程学院