载银g-C₃N₄（Ⅰ）/g-C₃N₄（Ⅱ）同素异质结催化剂的制备及光催化固氮产氨性能

来源期刊：材料导报2018年第20期

论文作者：王辉 李士君 王梅 裴彦博 胡绍争

文章页码：3496 - 3503

关键词：石墨相氮化碳（g-C₃N₄）;银负载;贵金属;同素异质结;光催化固氮;

摘    要：Ag作为助催化剂能够促进光电子的迁移,在光催化分解水制氢气、CO₂还原、重金属离子还原等反应中应用颇多,然而,到目前为止未见将Ag单质作为助催化剂用于光催化固氮产氨反应的报道。本工作制备了负载单质Ag的g-C₃N₄（Ⅰ）/g-C₃N₄（Ⅱ）同素异质结催化剂,并考察了其光催化固氮产氨的性能。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外可见光谱（UV-Vis）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱（Raman）、荧光光谱（PL）、电化学阻抗谱（EIS）、光电流分析等手段对制备的催化剂进行了表征。结果表明,Ag以单质态存在于催化剂表面。所担载的Ag的等离子体效应一方面促进了催化剂对可见光的吸收,使反应体系能产生更多的光生电子-空穴对;另一方面使得光生电子能够在g-C₃N₄与Ag单质间迁移,提高了催化剂的电子-空穴分离效率。负载Ag后g-C₃N₄（Ⅰ）/g-C₃N₄（Ⅱ）同素异质结催化剂的铵离子产生速率为1.36mg·L^-1·h^-1·g_cat^-1,相比未负载Ag时(0.59mg·L^-1·h^-1·g_cat^-1)大幅提高,与Pt负载催化剂相当,并且是由单纯三聚氰胺和尿素制备的g-C₃N₄的4.9倍和3.4倍。除固氮反应外,制备的载银g-C₃N₄（Ⅰ）/g-C₃N₄（Ⅱ）同素异质结催化剂在光催化还原氧气制取双氧水的反应中也表现出优良的催化性能。