噻吩環(huán)摻雜氮化碳納米片的制備及光催化性能

編號：NMJS08324

篇名：噻吩環(huán)摻雜氮化碳納米片的制備及光催化性能

作者：李雪 徐紅赟 王乙舒 宋艷華 崔言娟

關鍵詞： 氮化碳納米片 摻雜 光催化 制H2 制H2O2

機構： 江蘇科技大學環(huán)境與化學工程學院

摘要： 二次熱剝離是合成二維氮化碳納米片(CNN)的有效方法,進一步拓寬其可見光響應并優(yōu)化光電轉化效率是提升CNN光催化性能的有效策略。本工作采用原位聚合分子摻雜和二次熱剝離相結合的方法,以2⁃氨基噻吩⁃3⁃甲腈為分子摻雜源,將噻吩環(huán)原位摻雜引入并穩(wěn)定存在于CNN共軛雜環(huán),制備了噻吩環(huán)摻雜的氮化碳納米片光催化劑(CNN⁃Thx)。經過二次熱剝離后,產物保持二維雜化共軛聚合結構且噻吩環(huán)依然穩(wěn)定摻雜于CNN共軛雜環(huán)。噻吩環(huán)摻雜引起π共軛體系進一步擴展,降低了產物禁帶寬度,拓寬了可見光吸收范圍,增強了光電轉換效率;同時,二次熱剝離協同噻吩摻雜引起更顯著的n⁃π*躍遷,大幅提升了催化劑的光催化活性。在可見光照下對催化劑進行光解水制H2及活化O2制H2O2的性能測試。結果表明,CNN⁃Thx具有顯著增強的光催化還原性能,其中,CNN⁃Th10的產氫活性達到322.8μmol·h-1,4 h后生成H2O2濃度達到223.1μmol·L-1,分別是CNN的3.6和22.3倍。