水热后处理构建K掺杂和表面缺陷g-C_3N_4纳米片促进光催化制氢

石墨相氮化碳具有可吸收可见光、成本低廉、制备方法简单、稳定性好、无毒等优点,作为光催化分解水制氢催化剂备受关注,但其较高的光生载流子复合率、较少的反应活性位点等缺点导致其光催化效率较低.为提高光生载流子分离效率促进材料表面催化反应进行,本研究采用简单的氰酸钾水热后处理策略,通过离子插层剥离和表面偶联反应实现了氮化碳的剥离和表面缺陷构建,制备了具有K掺杂和表面氰基缺陷的氮化碳纳米片.后处理提高了材料光催化分解水制氢性能,其中, CCN-4表现出最优异的光催化还原水制氢性能,制氢速率为319.5μmol·g^(-1)·h^(-1),是未经后处理氮化碳的6.2倍.通过一系列表征方法对获得的样品进行详细研究,发现氰酸钾溶液水热后处理改善了材料的亲水性,增大了比表面积,调节了材料的能带结构(导带位负移),降低了材料与溶液间的电荷传输阻力并提高了光生载流子的分离效率.