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生物炭功能化g-C3N4光催化剂构筑及催化性能

2021-11-30邢伟男程珂熊若帆薛樱涔韩建刚吴光瑜

林业工程学报 2021年6期
关键词:生物

邢伟男,程珂,熊若帆,薛樱涔,韩建刚,吴光瑜*

(1.南京林业大学生物与环境学院,南京 210037; 2.南京林业大学南方现代林业协同创新中心,南京 210037; 3.江苏洪泽湖湿地生态系统国家定位观测研究站,江苏 洪泽 223100)

近些年来,光催化技术作为一种“绿色、经济、有效”的技术,可以直接将太阳能转化为化学能从而实现光催化降解有机/无机污染物、光催化分解水及光催化有机合成等,特别是对环境中难以自降解的有害污染物有良好的去除效果[1-3]。经过几十年的探索研究,光催化材料的开发和应用已经取得了显著的成果,大量的新型光催化剂被报道。在众多的半导体催化剂中,一种新型的非金属聚合物光催化剂——类石墨相氮化碳(g-C3N4),由于其合成方法简单、化学稳定性好、能带位置合适(约2.7 eV)等优点,被认为是一种很有前途的光催化剂[4]。然而,直接通过热缩聚法制备的g-C3N4,其对可见光的利用率较低,光生电子和空穴的复合效率高,从而极大限制了光催化活性的提高。目前,人们已经探索了一系列的策略以提高其光催化活性,例如电子结构调控、纳米结构设计、晶体结构工程和异质结构构建[5-7]等。

生物炭材料以其良好的化学稳定性、优异的导电性和成本低廉等特点而备受关注。研究表明,将炭材料引入到光催化材料体系会对光催化材料的性能产生积极的影响。由于g-C3N4的特殊的结构和较好的导电性,研究者们将其与石墨烯、碳纳米管、富勒烯等碳质材料耦合[8-9],以提高其光生载流子的分离效率进而提高光催化性能。……

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