高活性碳球修饰g-C3N4的制备及光催化性能

doi:10.7503/cjcu20170780

高等学校化学学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (7): 1511.doi: 10.7503/cjcu20170780

高活性碳球修饰g-C₃N₄的制备及光催化性能

刘翀(), 刘丽来, 聂佳慧

黑龙江科技大学环境与化工学院, 哈尔滨 150027

收稿日期:2017-12-01 出版日期:2018-07-10 发布日期:2018-06-22
作者简介:联系人简介: 刘翀, 女, 博士, 工程师, 主要从事光电化学与光催化研究. E-mail: 2270720662@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 51604102)资助.

Synthesis of Carbon Ball Modified g-C₃N₄ for Improved Photocatalytic Activity^†

LIU Chong^*(), LIU Lilai, NIE Jiahui

College of Environmental and Chemical Engineering,Heilongjiang University of Science and Technology, Harbin 150027, China

Received:2017-12-01 Online:2018-07-10 Published:2018-06-22
Contact: LIU Chong E-mail:2270720662@qq.com
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.51604102).

摘要/Abstract

摘要：

以葡萄糖为原料, 采用水热法制备碳球, 并采用湿化学法制备了碳球修饰的g-C₃N₄. 其光催化降解2,4-二氯苯酚和光催化水产氢性能的测试结果表明, 适量碳球的修饰可提高g-C₃N₄光催化降解2,4-二氯苯酚和光催化水产氢的活性. 表面光电压谱、光致发光谱和光电化学测试结果表明, 碳球修饰提高g-C₃N₄光催化活性的机制在于修饰在g-C₃N₄表面的碳球具有较好的导电性, 可促进g-C₃N₄光生电子的转移, 从而改善g-C₃N₄光生载流子的分离.

关键词: 石墨型氮化碳, 碳球, 修饰, 电荷转移及分离, 光催化

Abstract:

Carbon balls were prepared by hydrothermal method using glucose as the raw material, and the carbon ball modified g-C₃N₄ samples were synthesized by simple wet chemical method. The results showed that the photocatalytic activities of g-C₃N₄ were improved after being modified by appropriate amount of carbon balls for both degradating 2,4-dichlorophenol and splitting water. And based on the results of steady-state surface photovoltage spectroscopy, photoluminescence spectroscopy, I-V curve and electrochemical impedance spectrometry, it is revealed that the mechanism of improved photocatalytic activity is that carbon balls promote the photogenerated electron transfer of g-C₃N₄, thereby improving the separation of the photogenerated carriers.

Key words: g-C₃N₄, Carbon ball, Modification, Charge transfer and separation, Photocatalysis

中图分类号:

O644

TrendMD:

刘翀, 刘丽来, 聂佳慧. 高活性碳球修饰g-C₃N₄的制备及光催化性能. 高等学校化学学报, 2018, 39(7): 1511.

LIU Chong, LIU Lilai, NIE Jiahui. Synthesis of Carbon Ball Modified g-C₃N₄ for Improved Photocatalytic Activity^†. Chem. J. Chinese Universities, 2018, 39(7): 1511.

图/表 9

Fig.1 XRD patterns of samples C, C-H(A) and CN, XC-CN(B)

Fig.2 DRS spectra of samples C, CN and XC-CN

Fig.3 SEM images of samples C(A), CN(B) and 1%C-CN(C)

Fig.4 FTIR spectra of samples CN, XC-CN(A) and C, C-H(B)

Fig.5 SPS responses of samples CN and XC-CN in air

Fig.6 PL spectra of samples C, CN and XC-CN

Fig.7 Photocatalytic activities for 2,4-DCP degradation(A) and the production of H2(B) on samples CN and XC-CN^ (A) a. CN; b. 0.1%C-CN; c. 1%C-CN; d. 3%C-CN; e. 5%C-CN.

Fig.8 I-V curves and the electrochemical impedance spectra(EIS, inset) of samples CN, 1%C-CN and 3%C-CN

Fig.9 Schematic illustration of the transfer and separation of photogenerated charges in the carbon ball modified g-C3N4

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高活性碳球修饰g-C₃N₄的制备及光催化性能

Synthesis of Carbon Ball Modified g-C₃N₄ for Improved Photocatalytic Activity^†

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