通过分子掺杂设计石墨碳氮化物共聚物以实现可见光驱动的水中磺胺甲噁唑降解和产氢-光电查

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通过分子掺杂设计石墨碳氮化物共聚物以实现可见光驱动的水中磺胺甲噁唑降解和产氢

作者： Chengyun Zhou，Piao Xu，Cui Lai，Chen Zhang，Guangming Zeng，Danlian Huang，Min Cheng，Liang Hu，Weiping Xiong，Xiaofeng Wen，Lei Qin，Jili Yuan，Wenjun Wang

机构： 湖南大学环境科学与工程学院，湖南大学材料科学与工程学院

发布年份： 2018年

更新时间： 2025-04-03 11:19:52

关键词： 碳氮化物,分子掺杂共聚合,电荷载流子传输,光催化产氢,光催化降解

摘要：

碳氮化物是一种有前景的无金属可见光驱动光催化剂和可持续材料，用于解决污染物污染和水分解问题。然而，碳氮化物的可见光吸收不足和快速电荷复合限制了其实际应用。在此，通过尿素和2-硫代巴比妥酸（TA）的分子掺杂共聚合制备了自组装碳氮化物（简称为TCN）。XPS和元素分析结果表明，TA成功掺杂到碳氮化物的框架中。自组装共聚合导致了碳氮化物形态、本征电子和带结构的变化。理论计算和实验证实，通过改变2-硫代巴比妥酸的量可以调节TCN的带隙。此外，电荷载流子传输和分离效率显著提高。结果表明，优化的光催化剂TCN-0.03在可见光照射下对磺胺甲噁唑的降解表现出优异的活性，反应速率为0.058 min-1，是基于尿素的碳氮化物（U-CN）的4.2倍。作为一种多功能光催化剂，TCN-0.03在产氢方面表现出增强的活性（55 μmol h-1），是U-CN的11倍。表观量子效率在420 nm时达到4.8%。提出了一种可能的机制来解释光催化反应过程。这项工作为通过其他有机单体共聚合改性碳氮化物以提高光催化活性提供了见解。

结论：

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实验方法及产品解析：

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