Cu2+ Modified g-C3N4 Photocatalysts for Visible Light Photocatalytic Properties

Xiaowei Li Bin Wang Wenxuan Yin Jun Di Jiexiang Xia Wenshuai Zhu Huaming Li

Citation:  Li Xiaowei, Wang Bin, Yin Wenxuan, Di Jun, Xia Jiexiang, Zhu Wenshuai, Li Huaming. Cu2+ Modified g-C3N4 Photocatalysts for Visible Light Photocatalytic Properties[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2020, 36(3): 1902001-0. doi: 10.3866/PKU.WHXB201902001 shu

Cu2+改性g-C3N4光催化剂的光催化性能

    通讯作者: 夏杰祥, xjx@ujs.edu.cn
    朱文帅, zhuws@ujs.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 21576122

    国家自然科学基金 21722604

    中国博士后科学基金 2017M611726

    国家自然科学基金(21722604, 21576122), 中国博士后科学基金(2017M611726)和江苏省研究生科研与实践创新计划(SJKY19_2573)资助项目

    江苏省研究生科研与实践创新计划 SJKY19_2573

摘要: 本文通过将Cu2+掺入g-C3N4结构中成功制备了Cu/g-C3N4光催化剂,并进一步优化其光催化性能。同时,采用多种表征方法对Cu/g-C3N4光催化剂的结构、形貌、光学和光电性能进行了分析。X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)结果表明制备的光催化剂为Cu/g-C3N4,且Cu的价态为+2。在可见光照射下,研究了不同铜含量的Cu/g-C3N4和g-C3N4光催化剂的光催化活性。实验结果表明,Cu/g-C3N4光催化剂的降解能力显著高于纯相的g-C3N4。N2吸附-解吸等温线表明,Cu2+的引入对g-C3N4的微观结构影响不大,说明光催化活性的提高可能与光生载流子的有效分离有关。因此,Cu/g-C3N4光催化降解RhB和CIP性能的提升可能是由于Cu2+可以作为电子捕获陷阱从而降低了载流子的复合速率。通过光电测试表明,在g-C3N4中掺入Cu2+可以降低g-C3N4的电子空穴复合速率,加速电子空穴对的分离,从而提高了其光催化活性。自由基捕获实验和电子自旋共振(ESR)结果表明,超氧自由基(O2•−)、羟基自由基(•OH)和空穴的协同作用提高了Cu/g-C3N4光催化剂的光催化活性。

English

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  • 发布日期:  2020-03-15
  • 收稿日期:  2019-02-01
  • 接受日期:  2019-05-13
  • 修回日期:  2019-05-03
  • 网络出版日期:  2019-03-17
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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