基于石墨相氮化碳復(fù)合材料的制備、光催化性能和光電性能的研究.pdf

1、石墨相氮化碳因無毒、環(huán)保、穩(wěn)定性高、生物兼容性好且具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)成為一種很好的可見光催化材料。然而，純的g-C3N4由于其光致電子空穴對的復(fù)合率高而大大限制了其光催化效率。眾多學(xué)者通過制備二到三種復(fù)合型半導(dǎo)體來提高其光催化效率及太陽光的利用率。本課題通過使用不同的方法合成g-C3N4/CdS復(fù)合材料及制備g-C3N4/C/CdS的石墨相氮化碳基三元復(fù)合材料，旨在提高石墨相氮化碳的光催化及光電性能。主要包括:
　　(1)采用一種

2、新型、簡單的原位法制備g-C3N4/CdS異質(zhì)結(jié)，先使用軟化學(xué)的方法在氮化碳中引入金屬鎘離子制備成Cd/g-C3N4，再將鎘離子硫化，形成具有兩種半導(dǎo)體摻雜的復(fù)合材料的異質(zhì)結(jié)，研究發(fā)現(xiàn)制備得到的樣品比純的g-C3N4的光催化降解甲基橙高出2.5倍，光電流響應(yīng)值高出2.3倍，光解水制氫高出2.8倍。說明原位法合成的復(fù)合物的催化活性比純的g-C3N4高。
　　(2)采用超聲和離子輔助的協(xié)同效應(yīng)來獲得的CdS/g-C3N4納米復(fù)合材料的

3、異質(zhì)結(jié)。研究發(fā)現(xiàn):CdS/g-C3N4納米復(fù)合材料相比于純的氮化碳表現(xiàn)出顯著的光電流的增強(qiáng)。超聲制備的CdS/g-C3N4復(fù)合材料相比于未經(jīng)過超聲制備的CdS/g-C3N4復(fù)合材料、純的g-C3N4的光降解甲基橙，光電流響應(yīng)值分別高出1.4倍，18倍和2倍，2.3倍。這說明復(fù)合材料的異質(zhì)結(jié)有助于光生載流子的有效轉(zhuǎn)移和分離，提高光催化和光電性能。
　　(3)我們創(chuàng)新的制備三元復(fù)合物g-C3N4/C/CdS，并考察其光催化和光電性能。