g-C3N4/SnS2复合型催化剂制备及其光催化性能
2021-12-22鲁婉杰,郑楠,王宇,董晓丽
鲁 婉 杰,郑 楠,王 宇,董 晓 丽
(大连工业大学 轻工与化学工程学院,辽宁 大连 116034 )
0 引 言
石墨相氮化碳(g-C3N4,CN)具有良好的耐磨性、热稳定性和化学稳定性,广泛应用于光催化[1-3]、能源供给[4-5]、捕获与转换二氧化碳[6-7]、传感器[8-9]等领域。与其他半导体光催化剂相比,g-C3N4具有适中的能带结构(2.7~2.8 eV)、良好的可见光吸收范围,并表现出优越的物理化学性质,在光催化领域表现出巨大潜质。虽然氮化碳在光催化方面取得了突破性进展,但其光生载流子分离效率低、比表面积小等问题仍未得到有效解决。半导体复合被认为是一种切实、高效的改性方法,可明显提升光催化效率。Ji等[10]将g-C3N4纳米片与MoS2纳米片复合制备的2D异质结显示出优异的光催化性能。Wang等[11]利用单层Bi2WO6纳米片与g-C3N4纳米片成功复合出g-C3N4/Bi2WO6二维异质结,提高了降解布洛芬的性能,在60 min内可降解96.1%的布洛芬,是纯Bi2WO6纳米片的2.7倍。Che等[12]利用煅烧法制备了Bi3O4Cl/g-C3N4Z型异质结,研究表明异质结构抑制了界面电荷复合,极大提高了光催化降解性能。因此可知,将g-C3N4纳米片与另一种相匹配的二维半导体材料相复合,构建成异质结构是提升其光催化效率的有效方法。
二硫化锡(SnS2)是一种绿色无毒、性质稳定、带隙为2.18~2.44 eV的半导体光催化剂。SnS2有较宽的可见光吸收范围,因而具备优异的光催化降解性能。根据g-C3N4与SnS2的能带适配程度可知SnS2可与g-C3N4构建2D/2D异质结结构,形成异质结构可缩短光生载流子传输距离,有效地抑制光生电子空穴对的复合。
本实验利用高温煅烧和溶剂热法制备了CN/SnS2异质结,以罗丹明B作为目标污染物,探究CN/SnS2复合比例对光催化性能的影响,通过XRD、SEM、DRS、PL等研究了CN/SnS2异质结的光催化降解机理。……
