具有三维网状结构的石墨相氮化碳/还原氧化石墨烯/钯复合材料的合成及可见光催化性能

发布时间：2022-02-14 11:52

　　石墨相氮化碳（g-C₃N₄）已经被认为是一种高效的非金属半导体光催化剂。为进一步优化其光催化性能,通过热解-水热两步法制备了三维网状结构的g-C₃N₄/还原氧化石墨烯（rGO）/钯纳米颗粒（Pd NPs）复合材料。该复合材料由大量超薄片组成,而且薄片上有大量直径约为10nm的Pd NPs。g-C₃N₄/rGO/Pd NPs复合材料展现了一个宽的可见光吸收（边⁴60nm）,其在460⁸00nm波长范围内还有一个随波长增加的光吸收。经可见光（λ>400nm）照射140 min后,g-C₃N₄/rGO/Pd NPs复合材料可降解90%罗丹明B（RhB）。此外,循环实验表明g-C₃N₄/rGO/Pd NPs复合材料具有良好的稳定性。因此,g-C₃N₄/rGO/Pd NPs复合材料有望成... 

【文章来源】：材料导报. 2017,31(20)北大核心EICSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图２ｇ－Ｃ３Ｎ４／ｒＧＯ／ＰｄＮＰｓ的ＴＥＭ图（插图为钯纳米颗粒的ＨＲ－ＴＥＭ图）

见图７过程Ⅱ）和Ｐｄ表面（见图７过程Ⅲ）并还原污染物或者Ｏ２，从而抑制光生电子和空穴的复合（从图６的光致发光谱中可得到验证）。同时，ｇ－Ｃ３Ｎ４价带中的空穴能够直接氧化ＲｈＢ（见图７过程Ⅳ）或是与水反应生成·ＯＨ后对ＲｈＢ进行降解（见图７过程Ⅴ）［１５］。因此，ｇ－Ｃ３Ｎ４／ｒＧＯ／ＰｄＮＰｓ复合材料中三维网状结构的形成以及ｒＧＯ和Ｐｄ的存在，共同提高了ｇ－Ｃ３Ｎ４的光催化活性。图７ｇ－Ｃ３Ｎ４／ｒＧＯ／ＰｄＮＰｓ对ＲｈＢ在可见光下降解反应的光催化原理示意图Ｆｉｇ．７Ｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｇ－Ｃ３Ｎ４／ｒＧＯ／ＰｄＮＰｓｔｏｗａｒｄＲｈＢｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ３结论通过热解－水热两步法成功合成了三维网状结构的ｇ－Ｃ３Ｎ４／ｒＧＯ／ＰｄＮＰｓ复合材料，该复合材料由大量ｇ－Ｃ３Ｎ４和ｒＧＯ超薄片组成，薄片上存在大量直径约为１０ｎｍ的ＰｄＮＰｓ。这种三维网状结构具有大的比表面积，有利于吸附更多的有机物。在可见光的照射下，复合材料中ｇ－Ｃ３Ｎ４的电子会从价带跃迁到导带，留下相同数量的空穴在其价带上。ｇ－Ｃ３Ｎ４与Ｐｄ或ｒＧＯ都可形成Ｓｃｈｏｔｔｋｙ结，Ｓｃｈｏｔｔｋｙ结促使光生电子从ｇ－Ｃ３Ｎ４的导带传输到ｒＧＯ和Ｐｄ表面，提高了光生电子和空穴的分离效率，从而导致ｇ－Ｃ３Ｎ４／ｒＧＯ／ＰｄＮＰｓ

【参考文献】：
期刊论文
[1]g-C3N4及改性g-C3N4的光催化研究进展[J]. 冯西平,张宏,杭祖圣.  功能材料与器件学报. 2012(03)



本文编号：3624497