Cu_(2)O/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料的研究进展

摘要

光催化是一种环境友好型技术,能够有效解决环境污染和能源短缺问题,具有广阔的应用前景。其基本原理是半导体催化剂在光照的条件下产生具有强氧化还原能力的活性物种,这些活性物种可用来净化污染物、制备氢气、合成化学品等。n型半导体类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))具有结构稳定、多孔、可见光响应等特点,在光催化领域有广泛的应用。p型半导体氧化亚铜(Cu_(2)O)具有导电性高、晶面活性高等特点,并且其能带位置与间隙能够满足光催化水解产氢的要求。然而,受限于材料自身物理化学性质,纯g-C_(3)N_(4)或Cu_(2)O都难以获得较高的催化性能。将Cu_(2)O和g-C_(3)N_(4)复合形成异质结,能有效提高光生载流子分离效率和可见光利用率,从而提高其光催化性能。本文对Cu_(2)O/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料研究进行梳理,总结了异质结形成机制和合成策略,概括了Cu_(2)O/g-C_(3)N_(4)异质结催化材料在光催化降解污染物、抗菌、产氢、CO_(2)还原、有机合成等领域的应用,并对未来研究方向进行了展望。