亚甲基蓝嵌入的供体受体型g-C3N4纳米片光催化剂用于产H2(英文)

作者：殷方鑫; 秦品权^*; 许景三; 曹少文^*

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2023, 39(11): 115-125.

• 供体-受体
• 亚甲基蓝
• g-C3N4纳米片
• 光催化产氢

石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种优异的产H2光催化剂，但是其存在载流子分离效率低、光吸收能力较差和比表面积小的问题。本研究通过对二氰二胺和亚甲基蓝(MB)进行热共聚合，结合后续热剥离策略，成功合成了一种新型分子内供体-受体(D-A)结构g-C3N4纳米片光催化剂。实验结果和密度泛函理论(DFT)计算表明，将亚甲基蓝掺入g-C3N4框架中扩大了光吸收范围，促进了载流子的分离。此外，热剥离增加了催化剂的比表面积且进一步促进了载流子的分离。因此，D-A结构g-C3N4纳米片显示出大幅提升的光催化产氢活性(2275.6μmol·h-1·g-1)，分别是块状g-C3N4、D-A结构g-C3N4、g-C3N4纳米片的5.30,2.60和1.30倍。这项工作为设计用于太阳能转换的D-A改性光催化材料提供了一个有价值的思路。

• 单位
  物理学院; 材料复合新技术国家重点实验室; 武汉理工大学