SnO_(2)/C_(3)N_(4)二维复合光催化剂的制备及其光催化还原性能

作     者：崔言娟 徐红赟 祝玉鑫 李雪 宋艳华 CUI Yanjuan;XU Hongyun;ZHU Yuxin;LI Xue;SONG Yanhua

作者机构：江苏科技大学环境与化学工程学院镇江212100 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2022年第39卷第8期

页      面：3852-3862页

核心收录：

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：江苏省自然科学基金(BK20190981) 福州大学能源与环境光催化国家重点实验室开放课题(SKLPEE-KF202103) 

主　　题：C_(3)N_(4) SnO_(2) 异质结 光解水制氢 过氧化氢 

摘      要：可见光响应型二维复合半导体材料是光催化领域研究的重要内容,构建稳定有效的异质结以促进界面电荷传输是二维复合材料研究的关键。将氮化碳纳米片(C_(3)N_(4))和SnO_(2)纳米片通过煅烧法设计合成面-面堆叠式2D-2D SnO_(2)/C_(3)N_(4)复合半导体。该复合材料保留稳定的C_(3)N_(4)和SnO_(2)的主体结构,同时在界面处形成稳定的异质结。光解水制氢(H2)和活化氧(O_(2))制过氧化氢(H_(2)O_(2))的性能测试结果表明,在可见光照射下,SnO_(2)纳米片含量为5wt%的复合样品SnO_(2)/C_(3)N_(4)-5%具有显著提升的制H_(2)活性(54.9µmol·h^(−1)),约是C_(3)N_(4)纳米片的2.1倍,且具有良好的活性稳定性;在无牺牲剂和助催化剂条件下,SnO_(2)/C_(3)N_(4)-5%活化O_(2)制H_(2)O_(2)的活性达78.9µmol·L^(−1)·h^(−1),约是C_(3)N_(4)纳米片的11.9倍。结构表征及电化学测试结果表明,异质结的建立有利于C_(3)N_(4)光生电子向SnO_(2)表面快速转移,抑制了激发电子空穴的复合率,从而大幅提升了光催化还原性能。