高效光催化剂! 原位合成双金属共掺杂介孔石墨相氮化碳

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In Situ Preparation and Analysis of Bimetal Co-doped Mesoporous Graphitic Carbon Nitride with Enhanced Photocatalytic Activity

Wanbao Wu, Zhaohui Ruan, Junzhuo Li, Yudong Li, Yanqiu Jiang*, Xianzhu Xu, Defeng Li, Yuan Yuan* and Kaifeng Lin*

Nano-Micro Lett. (2019) 11: 10

 https://doi.org/10.1007/s40820-018-0236-y


    本文亮点     


1  钴钼双金属共掺杂介孔g-C3N4,由于其独特的结构,在有机物降解以及光催化产氢过程中均表现出高催化活性。

2  通过光学仿真和密度泛函理论计算,验证双金属共掺杂及形成的介孔结构可以增强光吸收。

3  催化活性的提升关键在于钴和钼共掺杂的协同效应。


         内容简介          


目前,通过半导体光催化技术进行太阳能转换裂解水生成氢气和降解污染物是缓解能源危机和环境问题的一个有效、可持续的解决方案。、

石墨相氮化碳(g-C3N4作为一种可见光响应、新型非金属光催化材料,在光催化分解水产氢和有机物降解方面展示出了较突出的优势。

但是,g-C3N4光催化材料的应用仍然存在一定的局限性其中的关键科学问题尚未很好地解决:1)光的有效吸收;2)光生电子和空穴的传输行为,即分离效率;3)有效的氧化和还原表面催化反应。

从光催化的基本理论出发,增加光生载流子的产生数量,提高光生载流子在催化剂中的传输效率,降低电子与空穴在催化剂中的复合,加快催化剂表面水的氧化还原反应是提高半导体光催化活性的关键

当前,元素掺杂、纳米化、体相内造孔和半导体复合等方法已经被广泛采用以改善g-C3N4的光催化性能。相对于单元素掺杂,双元素掺杂由于能够提供更多的活性位点而展现出越来越广阔的应用前景。


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