0D/2D碳氮量子点(CNQDs)/BiOBr复合的S型异质结高效光催化降解和产H2O2

O643; 光生载流子的快速复合制约着BiOBr的光催化性能,通过构建界面紧密结合的异质结可以有效地解决这个问题.在本研究中,通过采用简单的高温高压水热法,首次在二维(2D)BiOBr表面上成功复合了零维(0D)的g-C3N4量子点(CNQDs),并形成了具有紧密接触界面的0D/2DCNQDs/BiOBrS型异质结,主要原因是CNQDs杂环中的π电子与BiOBr产生了相互作用.CNQDs/BiOBr-1.50％复合材料在光照下降解四环素(TC)、环丙沙星(CIP)和产H2O2的表观反应速率常数k值分别是BiOBr的2.02、2.91和1.54倍.在循环测试中,CNQDs/BiOBr-1.50％...

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Published in物理化学学报 Vol. 39; no. 6; pp. 99 - 111
Main Authors 昝忠奇, 李喜宝, 高晓明, 黄军同, 罗一丹, 韩露
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 南昌航空大学材料科学与工程学院,南昌330063%延安大学化学化工系,陕西省化学反应工程重点实验室,陕西延安716000%辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山 114051 2023
Subjects
S-scheme
Quantum dots
量子点
S型异质结
Photocatalysis
催化活性
光催化
Catalytic activity
H2O2
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ISSN1000-6818
DOI10.3866/PKU.WHXB202209016

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Summary:O643; 光生载流子的快速复合制约着BiOBr的光催化性能,通过构建界面紧密结合的异质结可以有效地解决这个问题.在本研究中,通过采用简单的高温高压水热法,首次在二维(2D)BiOBr表面上成功复合了零维(0D)的g-C3N4量子点(CNQDs),并形成了具有紧密接触界面的0D/2DCNQDs/BiOBrS型异质结,主要原因是CNQDs杂环中的π电子与BiOBr产生了相互作用.CNQDs/BiOBr-1.50％复合材料在光照下降解四环素(TC)、环丙沙星(CIP)和产H2O2的表观反应速率常数k值分别是BiOBr的2.02、2.91和1.54倍.在循环测试中,CNQDs/BiOBr-1.50％显示出相对较高的光催化活性和结构稳定性.通过X射线光电子能谱(XPS)分析,明确CNQDs中的π电子与BiOBr具有相互作用,确认了异质结中光生电子的转移方向.CNQDs/BiOBr S型异质结的成功构建使其具有非凡的光催化稳定性和活性.更多活性物质的产生和稳定的催化活性归因于电子和空穴的独特转移机制.CNQDs/BiOBr S型异质结的特殊的电子-空穴转移机理实现了载流子在空间的有效分离和转移,且在光照条件下,催化剂上产生了更多的活性自由基,CNQDs/BiOBr复合材料的光催化活性和产H2O2的能力显著增强.这项工作将为构建用于降解有机污染物和原位产H2O2的0D/2D S型异质结提供借鉴与参考.
ISSN:1000-6818
DOI:10.3866/PKU.WHXB202209016