O-C3N4/Ag2O p-n异质结光催化剂增强可见光降解有机物
2021-07-12刘婷婷陶喜洋武占省
西安工程大学学报 2021年3期
李 雪,刘婷婷,陶喜洋,田 飞,武占省
(西安工程大学 环境与化学工程学院,陕西 西安 710048)
0 引 言
随着科技的发展,难降解的废水已成为关注的焦点,目前常见的处理方法有物理吸附法[1]、生物法[2]、芬顿法[3]等,但是都具有一定的局限性,而光催化技术由于价格低廉、制备工艺简单、处理较为彻底而广泛应用于有机物的降解[4]。光催化剂在一定频率的光源照射下受激产生电子-空穴对,随后通过一系列化学变化诱导生成可降解污染物的活性自由基[5-6]。因此,当光源一定时,随着半导体催化剂的带隙值变窄,激发了更多的光生电子-空穴对[7-8],然而因存在光生电子-空穴对快速复合的缺点,极大地限制其光催化活性。前人通过离子掺杂[9]、异质结构建[10]等方法对单一半导体催化剂进行改性来提高载流子分离效率,从而提高对污染物的降解效率。
石墨氮化碳(g-C3N4)是一种n型聚合物半导体,因其具有吸收可见光波段的能带结构,抗化学腐蚀和高温能力强,而被应用于光催化领域;然而,g-C3N4电子-空穴对复合率高,对可见光利用率低,影响了其催化活性。采用金属或非金属掺杂[11-12]、形貌控制[13-14]、与其他半导体复合[10]等方法对g-C3N4进行改性以提高其光催化性能,其中与其他半导体构建异质结可提高光生电子-空穴对的分离效率,减少电子空穴复合,从而提高光催化效率[15]。前人利用窄带隙p型半导体催化剂Ag2O与g-C3N4之间的能带匹配形成p-n异质结[10,16-17]。与传统复合光催化剂相比,p-n异质结有助于光生电子和空穴的转移,但仍存在载流子复合效率高等问题。……
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