三维g-CN泡沫负载Cu(OH)纳米片的制备及其光催化还原CO性能

作     者：方伟 孙志敏 赵雷 陈辉 何漩 杜星 王大珩 

作者机构：武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2023年

页      面：141-150页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(51802234,22105151) 湖北省自然科学基金(2021CFB469,2021CFB124) 湖北省教育厅科学技术研究项目(B2020010) 

主　　题：g-C N 泡沫 Cu(OH) 纳米片 CO 吸附 光生电荷分离 光催化还原CO 

摘      要：为了改善g-C3N4光催化还原CO2过程中的气体传质、吸附和光生电荷分离效率,分别从泡沫孔结构构筑和构建异质结两方面进行光催化材料设计。采用表面活性剂发泡法制备g-C3N4泡沫(g-C3N4Foam),以此为基体通过化学镀铜和氢氧化处理制备g-C3N4泡沫负载Cu(OH)2纳米片(Cu(OH)2/CNF)复合材料,对其结构和光催化性能进行分析。结果表明:g-C3N4Foam和Cu(OH)2/CNF均展现出发达的三维微米孔网络结构,这种结构可从动力学层面优化CO2在气-固催化反应中的传质和吸附,使CO2吸附容量分别达到3.97 cm3/g和3.59 cm3/g,为g-C3N4粉末的2.96倍和2.68倍;同时,Cu(OH)2/CNF样品中还形成大量二维Cu(OH)2纳米片结构,不仅可以拓宽复合材料的光利用范围,还可通过g-C3N4/Cu(OH)2异质结的构建促进光生电子向Cu(OH)2表面转移,提升光生电荷分离效率;制备的Cu(OH)2/CNF复合样品CO产率达到11.041μmol·g-1·h-1,为g-C3N4Foam和g-C3N4粉末样品的2.76倍和6.83倍。