Ag/g-C3N4异质结的制备及光催化性能的研究
2021-03-24肖力光杨猜霞
吉林建筑大学学报 2021年1期
肖力光,杨猜霞
吉林建筑大学 材料科学与工程学院,长春 130118
当今世界经济飞速发展和工业化进程的不断加快带来了一系列环境问题.在过去几十年,光催化氧化被认为是降解污染物的最经济有效的方式[1-2],石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种聚合物半导体材料,具有二维层状结构,C,N原子与sp2杂化形成共轭石墨平面,其特殊的电子性质和较大的比表面积使其在光催化领域得到广泛应用[3-5].然而,纯g-C3N4量子效率低,容易产生光生电子和空穴的复合现象,使其光催化性能受到限制[6-8].研究表明,金属纳米粒子(Nps)具有等离子体效应(SPR)[9],能够扩大催化剂可见光吸收范围,与g-C3N4结合会形成金属-半导体异质结,异质结界面上的陷阱可以捕获电子,提高电荷迁移效率,抑制光生电子-空穴对的复合.本文采用光沉积法成功制备了一系列不同Ag含量的Ag/g-C3N4复合光材料,并对其进行了表征和光催化实验,研究了不同银负载量对催化剂光催化活性的影,最后,根据实验结果探讨了Ag/g-C3N4光降解的机理.结果表明,Ag/g-C3N4在降解罗丹明B方面显示出优异的光催化性能.
1 实验
1.1 实验原料
三聚氰胺(C3H6N6)、硝酸银(AgNO3)、柠檬酸钠(C6H5Na3O7)和无水乙醇(C2H6O),所有试剂均为分析纯;去离子水自制.
1.2 实验过程
1.2.1 g-C3N4的制备
将5 g三聚氰胺放入带盖的坩埚内,放入马弗炉中,在空气气氛下以5℃/min的速率加热至530℃,保温4 h,冷却至室温,得到浅黄色样品,然后将所得浅黄色样品置于玛瑙研钵中研磨成粉末状得到g-C3N4粉末.
1.2.2 Ag/g-C3N4异质结的制备
分别配置0.1 mol/L的AgNO3溶液和柠……
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