康莎, 章柯, 卫亚静, 王传义

高等学校化学学报 2025, 46 (4): 20240488-. DOI:10.7503/cjcu20240488

摘要（258）

HTML （5）

PDF（pc）（7555KB）（53）

采用简单的溶剂热法合成了一系列具有N空位的g-C₃N₅/CdS/Ti₃C₂复合光催化剂. 通过缺陷工程和异质结的协同作用, 所设计的最佳比例g-C₃N _x /CdS/Ti₃C₂复合材料的光催化性能分别是g-C₃N _x 和CdS的2.7和2.4倍. 由于光吸收率的提高和界面电荷迁移的改善, 在可见光照射下, 10 min内g-C₃N _x /CdS/Ti₃C₂对流动反应器内的NO去除率达到60.21%, NO₂的生成率仅为2.08%. 通过电子顺磁共振(EPR)和捕获实验分析了活性物种并推断出光生载流子的迁移途径. 此外, 通过原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in-situ DRIFTS)进一步揭示了g-C₃N _x /CdS/Ti₃C₂体系光催化去除NO的机理. 研究结果为利用空位工程和异质结构的协同作用有效去除NO提供了新的思路和实验依据.

利用EPR进一步探讨了CdS， g-C₃N _x 和g-C₃N _x /CdS/Ti₃C₂-20%在光催化过程中产生的活性氧物种. 如图10（A）~（E）所示，纯CdS在光照下产生?O₂? ， 1O₂和?OH； g-C₃N _x 在光照下只能产生?O₂? 和1O₂，由于其价带电位低于OH?/?OH的标准电位，因此在光照下无法检测到?OH的EPR信号［图10（F）］；复合材料 g-C₃N _x /CdS/Ti₃C₂-20%在光催化过程中也只能产生?O₂?和1O₂［图9（D）和（E）］，不能产生?OH［图9（F）］，与捕获实验的结果一致.