铜掺杂TiO_(2)/PCN异质结光催化还原二氧化碳性能研究

以CuCl_(2)、NH_(2)-MIL-125(Ti)和尿素为前驱物,通过煅烧法制备了不同Cu掺杂量的二氧化钛/聚合氮化碳(PCN)异质结(CuTiCN)。其中3CuTiCN光催化还原CO_(2)性能最优,在可见光下CO的产生速率可达735µmol/(g·h),分别是纯PCN和TiO_(2)/PCN异质结的9倍和3倍。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氮气物理吸附、紫外可见漫反射光谱、光致发光谱(PL)等手段对光催化剂的组成、结构和光电化学性质进行了表征。研究发现,Cu掺杂和异质结的构建增强了可见光吸收,增大了材料的比表面积,提高了光生载流子的分离和传递效率。根据带隙数据和莫特-肖特基曲线得到了异质结的能带结构,并提出了Cu掺杂TiO_(2)/PCN异质结光催化还原CO_(2)的机理。

Z型2D/2D ZnIn_(2)S_(4)/Ti-BPDC异质结增强可见光激发光催化析氢反应

二维层状材料由于其超薄的厚度和大量的暴露反应位点,在光催化领域显示出诱人的前景,且其对光生载流子转移的有效调节更有利于进一步提高催化性能.在此,我们通过简单的静电自组装工艺合成了直接Z型2D/2D异质结,ZnIn_(2)S_(4)/Ti-BPDC.超薄层状形貌使催化剂具有更多的暴露活性位点和较短的电荷转移距离.两种半导体间较大的接触界面和紧密相互作用保障了平滑的相间电子传输通道.交错且匹配的能带结构为构造内部电场和能带弯曲以实现Z型电荷转移提供了基础.得益于上述各方面的协同作用,ZnIn_(2)S_(4)/Ti-BPDC异质结显示出显著增强的界面光生载流子转移效率和光催化析氢性能.此外,该2D/2D ZnIn_(2)S_(4)/Ti-BPDC异质结具有优异的稳定性和可回收性,在可持续能源转换领域表现出一定的应用潜能.