具有特殊晶面立方体Cu2O/C3N4中空管的制备及其光催化性能研究
2021-02-14付芸绮蒋保江
黑龙江大学自然科学学报 2021年6期
关键词:复合材料
郑 芒, 付芸绮, 蒋保江
(黑龙江大学 化学化工与材料学院,哈尔滨150080)
0 引 言
自从青霉素被引入医学治疗以来,已有数百种抗生素用于预防和治疗人类和动物的常见疾病。抗生素的过度使用和滥用刺激了耐抗生素基因和细菌的迅速出现,降低了抗生素对人类和动物病原体的治疗潜力[1]。在众多抗生素中,四环素是目前使用最广泛并最具代表性的抗生素之一,所以寻找高效降解四环素的方法具有重要的现实意义和实用价值。太阳能具有能量高、清洁、便宜且可再生等优点,是当下资源匮乏背景下的新型能源[2]。而且以太阳能为源头的光催化也具有反应温和、可完全降解污染物、反应速度较快并且节能环保等优点[3]。
Cu2O因其光的捕获能力强、带隙较窄、且导电性较好,已成为最有发展前景的光催化半导体材料。但是Cu2O能够被快速歧化成Cu和CuO,而且具有不同晶面的Cu2O表现出不同的稳定性和催化活性[4-5]。例如,立方体Cu2O暴露出高稳定面(100)晶面,但其光催化活性较差,导致它在光催化反应中受到限制[6]。C3N4无毒,具有较好的热稳定性以及化学稳定性,带隙宽度为2.57 eV。但C3N4只能吸收光谱中的蓝光(λ<450 nm),限制了其对太阳光的利用。因此,构建Cu2O/C3N4异质结构可以拓宽C3N4的吸光范围,调整带隙,提高光催化性能[8]。
为了提高Cu2O的催化活性,本文通过湿化学法成功制备了具有特殊晶面立方体Cu2O/C3N4复合材料。Cu2O/C3N4异质结具有较大的比表面积,暴露了更多的活性位点,有利于四环素在异质结表面吸附并进行氧化反应。通过紫外漫反射测试发现,与Cu2O和C3N4对比,Cu2O/C3N4增加了可见光的吸收范围,带隙也有明显改变。……
登录APP查看全文
