Z-型CdZnS/Ag/NCN异质结光催化剂的制备及可见光析氢性能研究

摘要

纯有机半导体所固有的较高激子结合能和低电荷分离效率是限制氮化碳光催化析氢性能和应用的关键问题.通过对以双氰胺为原料生成的氮化碳在氨气气氛下的二次气相反应,在氮化碳末端成功引入胺基基团,增强了氮化碳的水相分散能力和配位能力.然后通过硼氢化钠原位还原法在这种氮掺杂氮化碳表面负载银,再通过超声搅拌使将所得产物与不同Cd/Zn摩尔比的硫锌镉(CdZnS-X)自由组合,从而构建了以单质银作为载流子转移媒介的Z型CdZnS/Ag/NCN异质结.实验结果表明:以体积百分数20％的三乙醇胺作为空穴牺牲剂,当硫锌镉中r(Cd):r(Zn):r(S)=2:8:10时,Z型CdZnS/Ag/NCN异质结复合物的可见光(λ>420 nm)析氢效率可达1279.45μmol/(h·g),是氮掺杂氮化碳的4.4倍及硫锌镉的5.8倍.光谱和电化学实验结果表明,Z型CdZnS/Ag/NCN异质结复合材料性能的显著提升,主要是由于Z型异质结促进了单一组分的电荷分离,增大了固/液接触面和反应活性位点.