二维微孔碳-纳米TiO_(2)/C_(3)N_(4)复合光催化剂用于增强吸附-光催化协同效应

摘要

碳基复合型光催化剂能够有效克服传统TiO_(2)催化剂吸附能力差和可见光响应差的缺陷。设计并制备了二维微孔碳负载纳米TiO_(2)/C_(3)N_(4)三元复合型光催化剂,探究复合后催化剂物理结构和光电学性质的改进,并用于可见光催化降解对二甲苯和罗丹明B,降解率分别达96.5%和92.2%,其反应速率常数约为工业TiO_(2)催化剂(P25)的7.8倍。该三元复合型催化剂的吸附-光催化协同性能显著增强,归因于类石墨烯结构的微孔碳与光活性纳米粒子的界面效应,促进了反应过程中的光电子传导和污染物富集,同时扩展了材料的光响应范围;引入纳米级氮化碳(C_(3)N_(4))进一步与TiO_(2)在碳片层上结合形成二元半导体结构,能够加速光生电子与空穴的分离,提高整体材料的光催化活性。