文献类型：会议

作　　者：赵小雪 许梦阳 宋相海 周伟强 刘鑫 霍鹏伟

作者单位：江苏大学化学化工学院,绿色化学与化工技术研究院,江苏镇江212013 郑州大学化学学院绿色催化中心,河南郑州450001

会议文献：第四届华人光催化材料学术研讨会论文集

会议名称：第四届华人光催化材料学术研讨会

会议日期：20211119

会议地点：上海

主办单位：武汉理工大学;福州大学;许昌学院

出版日期：20211119

语　　种：中文

摘　　要：利用太阳能驱动温室气体CO2转化为高价值燃料是解决环境和能源难题的策略之一.二维薄层石墨氮化碳(g-C3N4)材料因具有丰富的表面活性位点、较大的比表面积、合适的导带位置、良好的稳定性、易于制备和改性等优点而备受关注,并被认为是光催化还原CO2的理想材料.然而,二维g-C3N4有限的光捕获能力和光生载流子的高电荷复合率限制了其光催化活性.S型异质结具有可控的内建电场强度和稳定的界面载流子传输热/动力学过程,能够在保持最高氧化还原能力的同时,最大限度地提高光生电子-空穴对的空间分离效率.S型异质结是通过耦合具有较小功函数的还原半导体(RP)和具有较大功函数的氧化半导体(OP)构建而成.二维薄层g-C3N4完全满足RP材料S型异质结的要求.由活性金属Fe组成的Fe-MOF具有丰富的配位不饱和位点,Fe-MOF中的铁-氧簇在可见光区具有较宽的吸收范围,而且由于功函数明显不同,Fe-MOF是与2D g-C3N4形成S型异质结的理想OP材料.本文通过原位合成策略制备了CN/Fe-MOF光催化体系,并用于光催化还原CO2.X射线衍射和X射线光电子能谱结果表明,CN和Fe-MOF通过化学相互作用形成异质结构.研究了不同催化剂在300 W氙弧灯下100 mL水中CO2还原的光催化活性.照射6 h后,CN和Fe-MOF将CO2转化为CO的活性较差,分别为1.92和0.50 μmol g-1.而CN/Fe-MOF中CN的负载量对光催化活性有至关重要的影响,当CN的负载量为50 mg(50CN/Fe-MOF)时,样品催化生成CO产率(19.17 μmol g-1)最高,并2636 Xiaoxue Zhao et al./Chinese Journal of Catalysis 43(2022)2625-2636且在循环30 h内保持稳定.稳态荧光、时间分辨荧光、瞬态光电流响应和电化学阻抗谱结果表明,该异质结的形成降低了光生电子-空穴对的复合率,降低了界面电荷转移电阻,为电荷转移提供了更好的路径.原位傅里叶变换红外(FT-IR)结果不仅证明了CN是活性位点,而且表明50CN

关 键 词：薄层多孔g-C3N4  S型异质结  光催化CO2还原  Fe-MOF  表面中间体