二次熱處理對分級孔g-C3N4光催化性能改性的研究

喬 巖，楊忠雪，李小草，王郁婷，張豫潔，馬夢賢，陳建軍

(鄭州師范學院 化學化工學院，環境與催化工程研究所，河南 鄭州 450044)

自科學家發現TiO2半導體能夠光解水制氫和降解有機污染物以來，半導體光催化技術受到了研究者的關注。為了進一步提高光催化效率，研究者開發了一系列新型的半導體光催化劑，主要為無機化合物，包括金屬氧化物、硫化物、氮化物、磷化物及其復合物等[1-2]。與傳統的光催化劑相比，石墨相氮化碳(g-C3N4)受到廣泛關注。然而體相g-C3N4在應用過程中也有一定的缺陷：如較小的比表面積、較低的可見光利用率和極易復合的光生載流子，因此需對其改性以滿足實際需要[3-5]。分級多孔結構不僅具有較大的比表面積，有利于增強光的吸收，而且還能夠作為光生電荷的陷阱，抑制光生電子-空穴復合，賦予g-C3N4獨特的分級結構被證明是改善其光催化效率的有效方式[6]。BAO等[7]通過KOH活化和煅燒方法合成了分級多孔結構的g-C3N4片，展示了較高的光催化活性。陳建軍等[8]以二氧化硅為模板，通過一步簡單的煅燒方法合成了具有分級多孔結構g-C3N4，其在可見光下降解有機污染物和產氫活性得到了顯著增強。然而對分級孔g-C3N4進行二次熱處理以形成更多活性位點的工作還未有報道。

在本工作中，采用熱處理工藝對分級多孔結構g-C3N4進行改性，為了更深入地理解材料的結構、表面性能和光催化活性的關系，進一步研究了改性溫度及保溫時間對光催化性能的影響。……