微波诱导界面耦合构建MoS2/g-C3N4异质结增强光催化CO2还原性能研究

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Bioaugmentation effect of salt-tolerant methanogenic consortium enriched under dual stress of acetic acid and salt in high-salinity pharmaceutical wastewater treatment

本文创新性地采用固相微波一步法构建MoS2/g-C3N4（MSCN）异质结，通过微波表面过热技术实现界面紧密耦合，形成典型II型异质结结构。该设计显著提升光生载流子分离效率，使CO产率达到20.14 μmol·g-1·h-1（选择性93.3%），并为高效异质结光催化剂设计提供了新的理论依据。

　　

【材料形貌与结构表征】

XRD分析用于表征所制备催化剂的晶体结构。图1a展示了CN、MoS₂及其复合物MSCN的XRD图谱。对于CN样品，（100）和（002）衍射峰分别出现在13.1°和27.6°，对应CN的层状芳香共轭堆叠特征。而MoS₂样品在14.3°、33.6°、39.6°和58.6°处显示出（002）、（101）、（103）和（110）晶面的特征峰，清晰展现了二硫化钼的典型晶体结构。

【研究结论】

微波诱导的界面耦合效应是提升光催化CO₂-to-CO转化效率的关键机制。通过固相微波一步合成法实现的MoS₂/g-C₃N₄异质结耦合，促进了材料间的原子级接触，构建了稳定的II型异质结结构。该结构不仅扩大了g-C₃N₄的层间距以增加活性位点，还实现了从g-C₃N₄到MoS₂的定向电子传输，从而显著提升了光生载流子的分离效率。