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MoS_(2)/g-C_(3)N_(4)S型异质结的构建及光催化性能研究

S-type Heterojunction of MOS_(2)/g-C_(3)N_(4):Construction and Photocatalysis

作     者:马润东 郭雄 施凯旋 安胜利 王瑞芬 郭瑞华 MA Rundong;GUO Xiong;SHI Kaixuan;AN Shengli;WANG Ruifen;GUO Ruihua

作者机构:内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010 稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室包头014010 

出 版 物:《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期:2023年第38卷第10期

页      面:1176-1182页

核心收录:

学科分类:08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程(可授工学、理学学位)] 

基  金:内蒙古自治区科技计划(2021GG0042) 内蒙古自治区高等学校青年科技英才(NJYT22064) 内蒙古自治区自然科学基金(2022MS05018) 

主  题:石墨相氮化碳 MoS_(2) S型异质结 稳定性 光催化机理 

摘      要:制备高效稳定的光催化剂对于光催化技术的发展至关重要。本研究采用超声辅助沉积加低温煅烧的方法制备了2H相MoS_(2)/g-C_(3)N_(4)S型异质结光催化剂(MGCD),并综合考察了材料的相结构、微观形貌、光吸收性能、X射线光电子能谱、电化学交流阻抗和光电流等对光催化性能的影响。结果表明:经过超声辅助沉积-煅烧处理,MoS_(2)微米球发生破碎分散结合在g-C_(3)N_(4)纳米片层表面上并形成异质结。可见光下5%MGCD(添加5%MoS_(2))对罗丹明B(RhB)在20 min时的降解率达到了99%,且样品重复使用5次后对RhB的降解率仍能达到95.2%,表现出良好的光催化性能及稳定性。从内建电场形成的角度进一步分析表明,异质结中MoS_(2)与g-C_(3)N_(4)间耦合形成的内建电场引起的能带弯曲可以有效引导载流子的定向迁移,并促进光生载流子的分离,从而提高了光催化反应效率。异质结光催化剂的自由基捕获实验表明:O_(2)^(–)和·OH在催化降解RhB中是主要的活性物种,h^(+)的贡献次之。

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