双功能复合材料g-C3N4/CdS/Ni催化光解水产氢和5-羟甲基糠醛氧化性能

摘要

采用高温煅烧法、原位生长法和光还原法分三步制备出双功能复合光催化剂g-C3N4/CdS/Ni.材料中CdS的引入可以增强光生电子和空穴的分离效率,Ni可以进一步提高光致产氢速率.在以三乙醇胺(TEOA)为电子给体的水溶液中对所制备的材料进行了催化产氢性能测试,并对材料中CdS的含量进行了优化.结果表明,25％(质量分数)CdS负载量的复合材料催化产氢性能最佳,其催化产氢速率为4134.5μmol·g-1·h-1,是g-C3N4/Ni催化产氢速率的115倍.且Ni是一种良好的质子催化剂.在此基础上,以5-羟甲基糠醛(HMF)替代TEOA作为体系的电子给体,其可以被选择性地催化氧化为增值化学品2,5-二甲酰基呋喃(DFF).当体系中HMF的转化率为82.3％,DFF的选择性为69.4％时,DFF的产率(57.2％)达到最高,体系中H2的产量为51.8μmol/g.g-C3N4/CdS/Ni复合材料可以在同一体系中进行催化光致产氢和HMF的选择性氧化.