钨掺杂g-C_(3)N_(4)薄膜电极的制备及光电性能研究

作     者：齐璠静 李一兵 赵旭 夏天 QI Fan-jing;LI Yi-bing;ZHAO Xu;XIA Tian

作者机构：中国航天建设集团有限公司北京100071 河北工业大学土木与交通学院天津300401 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 

出 版 物：《中国给水排水》 (China Water & Wastewater)

年 卷 期：2022年第38卷第15期

页      面：61-67页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金优秀青年科学基金资助项目(51222802)。 

主　　题：石墨相氮化碳 钨掺杂 薄膜电极 光电性能 

摘      要：采用高温液相生长法制备了不同钨(W)掺杂量的W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极,并通过SEM、XRD、FTIR、UV/vis DRS、XPS等手段对薄膜电极进行表征。结果表明,掺杂的W以W^(0)、WO_(2)和WO_(3)等多种形态存在。将W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极用作光阳极,进行交流阻抗测试、光电流密度测试以及降解亚甲基蓝实验,与g-C_(3)N_(4)薄膜电极相比,W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极对可见光的响应能力明显增强,其中当Na_(2)WO_(4)与g-C_(3)N_(4)的掺杂比为1∶50时光电流密度可提高至原来的2.2倍。通过添加自由基捕获剂探究W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极对亚甲基蓝的催化氧化机理,发现掺杂W之后,W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极光生电子空穴对的分离效果提高,而且电子的迁移能力增强,因此光生电子能更多、更快地迁移到阴极铂丝,被O_(2)捕获生成·O_(2)^(-)并最终生成·OH来降解亚甲基蓝;此外,WO_(3)同样具有光催化活性,在可见光下可以生成光生电子空穴对,也可以提供电子被O_(2)捕获并最终生成·OH来降解亚甲基蓝。