二维/二维g-C?N?/UiO-66 S型纳米异质结的构建及其可见光催化降解有机污染物的研究

《Scientific Reports》：Synthesis of a 2D/2D g-C3N4/UiO-66 S-scheme heterojunction for enhanced photocatalytic degradation of organic pollutants

　　

摘要

通过简单的水热方法，成功开发了一种独特的二维/二维g-C?N?/UiO-66 S型纳米异质结，以增强可见光下有机污染物的光催化降解。采用全面的表征技术系统地研究了单个半导体和新合成异质结的性质。PL、EIS和PR分析证实，二维/二维纳米异质结/可见光系统中的光生载流子已被高效分离。光催化性能的提升可归因于两种半导体纳米片之间的强接触、UiO-66纳米片在大尺寸g-C?N?纳米片表面的均匀分散以及S型电子-空穴迁移的协同效应。以0.2:1的质量比（UiO-66纳米片与g-C?N?纳米片之比）合成的纳米异质结g-C?N?/UiO-66/20表现出最高的亚甲基蓝光降解率（在催化剂用量为0.1和0.3 g/L时分别为70.19%和98.25%），其动力学常数是原始g-C?N?和UiO-66的2.53倍和4.10倍。猝灭实验鉴定出.O??、.OH和h?为主要活性物种，按重要性递减排序。g-C?N?/UiO-66/20纳米异质结表现出极佳的可重复使用性和稳定性，可用于连续从废水中吸附污染物分子。本文为构建新的可见光驱动二维/二维纳米异质结用于废水处理过程奠定了基础。