β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的制备及光电催化析氢性能

作者：方俊雄; 邓文明; 江吉周; 邹菁^*

来源：武汉工程大学学报, 2020, 42(02): 165-206.

DOI：10.19843/j.cnki.cn42-1779/tq.202001021

• FeOOH/U-g-C3N4
• 异质结
• 光电催化活性
• 析氢反应
• 超声波法

通过两步合成法合成了新型的β-FeOOH/U-g-C3N4异质结光催化剂。首先通过热聚合制备超薄g-C3N4(U-g-C3N4)样品,然后通过超声技术以U-g-C3N4和FeCl3·6H2O为前驱体制备β-FeOOH/U-g-C3N4异质结。系统研究了铁盐种类、前驱体质量比、pH值和超声时间等合成条件对β-FeOOH/U-g-C3N4异质结光催化析氢性能的影响。具有最佳析氢性能的β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的比表面积为47.7 m2·g-1,是U-g-C3N4的3倍;与U-g-C3N4相比,β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的能带隙从2.70 eV降低到2.02 eV,吸收边带从472 nm红移至583 nm。另外,光催化制氢反应中β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的Tafel斜率为87.2 mV·dec-1,低于U-g-C3N4的147.4 mV·dec-1和β-FeOOH的156.8 mV·dec-1。结果表明复合产物较U-g-C3N4具有更高的光电催化活性。光电催化活性提高应归因于β-FeOOH和U-g-C3N4形成了异质结,界面电子通过碳物质可以更高效地转移,同时产生了较多的活性反应位点。因此,通过超声法将β-FeOOH和U-g-C3N4复合是一种制备较高光电催化活性且稳定的光电催化材料的有效策略之一。

• 单位
  武汉工程大学