C3N4新型聚合物光催化材料的研究-ppt课件.ppt

1、清华大学环境与能源催化实验室清华大学环境与能源催化实验室 建筑材料建筑材料 装饰材料装饰材料 人的活动人的活动 室外污染物室外污染物清华大学环境与能源催化实验室工业废水之一，其毒性大，色泽深，严重危工业废水之一，其毒性大，色泽深，严重危害了生态环境。害了生态环境。我国每年农药产量大约我国每年农药产量大约20万吨，还从国外进口农万吨，还从国外进口农药药75万吨。通过喷施、地表径流及农药工厂的废水排入水体万吨。通过喷施、地表径流及农药工厂的废水排入水体中中洗涤剂污染：洗涤剂污染：每年大量的洗涤剂进入水体，并难以降解；每年大量的洗涤剂进入水体，并难以降解；煤化工、石油化工、化工废水、矿山废水等；煤化

2、工、石油化工、化工废水、矿山废水等；Ref:国家环境保护总局国家环境保护总局.长江三峡工程生态与环境监测公报长江三峡工程生态与环境监测公报 清华大学环境与能源催化实验室家居内部窗帘 、镜子、室内建材日光灯居房外部瓷砖, 玻璃, 涂料, 帐篷铝面板空气净化空气净化器二恶英降解公路行业隧道照明灯公路上用镜隔音墙NOx的清除汽车业汽车镜、外涂料医疗器械及外设医用导管手术室太阳能利用光解水制氢CO2 的光还原水净化环境激素降解有机氯化物的降解农业残留农药降解家禽饲养场所除臭水培室净化6Fox M A, et al. Chem Rev, 1993, 93, 341.Hoffmann M R, et al

3、. Chem Rev, 1995, 95, 69.光催化环境应用的关键问题光催化环境应用的关键问题 纳米结构提高纳米结构提高C3N4光催化活性光催化活性多孔结构、纳米片，纳米棒，量子点多孔结构、纳米片，纳米棒，量子点 价带调控提高价带调控提高C3N4光催化矿化能力和活性光催化矿化能力和活性C60，P3HT，TCNQ 核壳结构及掺杂提高核壳结构及掺杂提高C3N4光催化性能光催化性能 C3N4Ag，K掺杂掺杂 表面杂化结构提高光催化性能表面杂化结构提高光催化性能 C3N4ZnO、C3N4Bi2WO6、C3N4BiPO4 光电协同催化提高光电协同催化提高C3N4光催化降解性能光催化降解性能2022-

4、5-10清华大学化学系8Wang X C, et al. Nat Mater, 2009, 8, 76. Chen X, et al. J Am Chem Soc, 2009, 131, 11658.Goettmann F, et al. Angew Chem Int Edit, 2007, 46, 2717.Wang X C, et al. J Am Chem Soc, 2009, 131, 1680.Maeda K, et al. J Phys Chem C, 2009, 113, 4940. Liu G, et al. J Am Chem Soc, 2010, 132, 11642.Li

5、ao G Z, et al. J Mater Chem, 2012, 22, 2721.11几何尺寸小、比表面积大几何尺寸小、比表面积大光生电子空穴从体相内迁移光生电子空穴从体相内迁移 到表面的时间短到表面的时间短光生电子空穴复合的几率低光生电子空穴复合的几率低光催化性能好光催化性能好比表面积小比表面积小粒径大粒径大量子产率低量子产率低光催化性能差光催化性能差形貌调控形貌调控多孔结构提高多孔结构提高C3N4的光催化性能的光催化性能Langmuir， 2013, 29, 10566Applied Catalysis B: Environmental，2014, 147,229Fukasawa Y

6、, et al. Chem Asian J, 2011, 6, 103.Park S S, et al. J Mater Chem, 2011, 21, 10801.Jun Y S, et al. Adv Mater, 2009, 21, 4270.Lee E Z, et al. Angew Chem Int Ed, 2010, 49, 9706.Chen X, et al. Chem Mater, 2009, 21, 4093.Groenewolt M,et al. Adv Mater, 2005, 17, 1789.2022-5-1014 气泡模板法：气泡模板法：以硫脲和尿素为发泡剂，单氰

7、胺、双氰胺和三聚氰胺作为聚合前驱体 多孔g-C3N4 呈絮状和片状，表面有气泡状突起及凹陷，厚度薄； 具有多孔结构和高比表面积家； 制备方法简单、环保、不会残留其他杂质；硫脲含量对形貌的影响硫脲含量对形貌的影响Langmuir， 2013, 29, 10566升温速率越快，比表面积升温速率越快，比表面积越高，孔体积越大越高，孔体积越大样品名样品名比表面积比表面积 (m2g-1)孔体积孔体积(cm3g-1)4:1-829.50.1704:1-625.70.1484:1-423.60.1254:1-223.10.1231. 硫脲加入量越多，硫脲加入量越多， 比表比表面积越高，孔体积越大面积越高，孔

8、体积越大2. 1:4-8比表面积是比表面积是g-C3N4的的3.4倍，孔体积是倍，孔体积是g-C3N4的的3.6倍倍样品名样品名比表面积比表面积 (m2g-1)孔体积孔体积(cm3g-1)g-C3N413.60.0644:1-829.50.1702:1-832.90.1801:1-836.50.1941:2-839.10.2041:4-846.40.228XRDFTIRDRSPLXRD、FTIR： 变化不大变化不大DRS、PL：蓝移，纳米结构：蓝移，纳米结构升温速率为升温速率为8 C/min，可见光催化降解活性最好，吸附性最强，可见光催化降解活性最好，吸附性最强1.硫脲加入量越多，光催化降解性

9、能越好硫脲加入量越多，光催化降解性能越好2. 1:4-8可见光降解可见光降解MB活性是活性是g-C3N4的的3.4倍倍3. 1:4-8太阳光降解太阳光降解MB活性是活性是g-C3N4的的3.0倍倍4. 1:4-8脱去部分脱去部分MB的的1个或个或2个甲基生成中间产物天青个甲基生成中间产物天青B(AB)和天和天青青A(AA)1. 1:4-8可见光降解苯酚活性是可见光降解苯酚活性是g-C3N4的的2.1倍倍2. 1:4-8将将部分的苯酚转化为中间产物对苯二酚（部分的苯酚转化为中间产物对苯二酚（HQ）1. 硫脲加入量越多，吸附性能越好硫脲加入量越多，吸附性能越好2. 1:4-8吸附吸附MB活性是活性

10、是g-C3N4的的3.2倍倍3. 1:4-8可见光电流响应值是可见光电流响应值是g-C3N4的的2.0倍倍4. 多孔多孔g-C3N4有效地提高光生电子空穴分离和有效地提高光生电子空穴分离和迁移迁移1. 高高比表面有利于表面产生更多光催化和吸附的反应活性位比表面有利于表面产生更多光催化和吸附的反应活性位2. 吸附性能的提高有助于光催化反应的进行吸附性能的提高有助于光催化反应的进行3. 多孔结构有利于光生电子空穴的分离和光生载流子的迁移多孔结构有利于光生电子空穴的分离和光生载流子的迁移EIS23尿素为气泡模板剂，孔容和高比表面积随添加量和温度增加尿素为气泡模板剂，孔容和高比表面积随添加量和温度增加

11、Applied Catalysis B: Environmental，2014, 147,22924活性可以提高活性可以提高2-3倍，不影响对污染物的降解机理倍，不影响对污染物的降解机理2022-5-10清华大学化学系25Journal of Materials Chemistry A, 2013, 1 (46), 14766Niu P, et al. Adv Funct Mater, 2012, 22, 4763.Zhang X, et al. J Am Chem Soc, 2013, 135, 18.g-C3N4 + 浓浓H2SO4 g-C3N4纳米片纳米片(带缺陷带缺陷)g-C3N4纳米

12、片纳米片(带缺陷带缺陷) +CH3OH 回流回流g-C3N4g-C3N4 1. 体相体相g-C3N4 ，大块状，大块状2. 剥离后以及回流处理获剥离后以及回流处理获得得g-C3N4 纳米纳米片片3. 回流主要消除剥离过程回流主要消除剥离过程引起的缺陷结构引起的缺陷结构回流纳米片回流纳米片Journal of Materials Chemistry A, 2013, 1 (46), 147661. 体相体相g-C3N4 的平均的平均厚度约为厚度约为5 nm2. g-C3N4 纳米纳米片平均片平均厚度为厚度为0.4 nm，单分子层单分子层纳米片纳米片g-C3N4 g-C3N4 纳米片纳米片 回流纳

13、米片回流纳米片XRDFTIRDRSPLXRD：100晶面基本消失、晶面基本消失、002晶面减弱晶面减弱FTIR： 变化变化不大，说明剥离过程不改变不大，说明剥离过程不改变组分组分DRS、PL：蓝移，说明纳米结构变小蓝移，说明纳米结构变小1. g-C3N4 纳米片纳米片C/N基本不变基本不变2. g-C3N4 纳米片比表面积是纳米片比表面积是g-C3N4的的20倍倍3. g-C3N4 纳米片可见光解水制纳米片可见光解水制氢能力是氢能力是g-C3N4的的2.6倍倍光催化剂光催化剂比表面积比表面积(m2g-1)C/N摩尔比摩尔比产氢速率产氢速率(molh-1g-1)g-C3N44.30.6890g-

14、C3N4纳米片87.50.67230回流纳米片84.00.67220紫外光紫外光降解降解MB提高了提高了2.8倍；可见倍；可见光降解光降解MB提高了提高了2.4倍倍太阳太阳光降解光降解MB提高了提高了2.9倍；可见倍；可见光降解苯酚提高了光降解苯酚提高了3.1倍倍紫外光紫外光可见光 ( 420 nm)1. 紫外光光电流响应值提高了紫外光光电流响应值提高了3倍倍2. 可见光光电流响应值提高了可见光光电流响应值提高了3.5倍倍3. g-C3N4纳米片有效地提高光生电子空穴分离和纳米片有效地提高光生电子空穴分离和迁移迁移EIS1. 高高比表面有利于表面产生更多光催化反应活性位比表面有利于表面产生更多

15、光催化反应活性位2. 单层纳米片结构有利于光生电子空穴的分离和光生单层纳米片结构有利于光生电子空穴的分离和光生 载流子的迁移载流子的迁移3. 回流有效消除了回流有效消除了g-C3N4纳米片的结构缺陷，抑制了纳米片的结构缺陷，抑制了 光生电子空穴的复合光生电子空穴的复合2022-5-10清华大学化学系35Journal of Materials Chemistry A，2014，2（41），），17521方法特点：方法特点：1.1. 无无模板原位剪裁模板原位剪裁g-Cg-C3 3NN4 42.2. 可实现纳米孔和量子点的可实现纳米孔和量子点的转换转换3.3. 剪裁剪裁g-Cg-C3 3NN4 4

16、在纳米孔在纳米孔- -量子量子点点- -梭形形貌之间可调梭形形貌之间可调4.4. 可拓展到石墨烯剪裁，有可拓展到石墨烯剪裁，有望实现层状材料剪裁望实现层状材料剪裁5.5. 方法方法简单环境友好简单环境友好化学剪裁制备化学剪裁制备g-Cg-C3 3NN4 4量子点量子点化学剪裁法：化学剪裁法：基于传统工业生产的肟化反应的特点和原理，发现了一种简单可控的剪裁g-C3N4尺寸的方法。3637g-C3N4Journal of Materials Chemistry A，2014，2（41），），17521采用双氧水和氨水可以把体相采用双氧水和氨水可以把体相C3N4裁剪为量子点结构裁剪为量子点结构38通

17、过对体相通过对体相C3N4裁剪程度调控，实现形貌结构调控裁剪程度调控，实现形貌结构调控39纳米片的厚度纳米片的厚度2.5nm，大约，大约7层层C-N量子点厚度约量子点厚度约0.7nm，约两，约两层层40经化学裁剪后经化学裁剪后C3N4的组份基本没有变化的组份基本没有变化2022-5-1041经化学裁剪后经化学裁剪后C3N4的电荷分离能力增加的电荷分离能力增加光解光解水制氢活性提高了水制氢活性提高了3倍倍42剪裁机理化学剪裁制备化学剪裁制备g-Cg-C3 3NN4 4量子点量子点2022-5-10清华大学化学系43The Journal of Physical Chemistry C, 2013

18、, 117, 9952441. Wang X. C. et al. J Am. Chem. Soc, 2009,131, 16802. Zheng Y, et al. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 67173. Xu Jing, et al. Langmuir, 2013, 29, 10566长度分布长度分布在在0.5-3 m，直径在，直径在100-150 nm；结晶度提高；结晶度提高纳米棒纳米棒结构提高结构提高g-Cg-C3 3NN4 4的光催化性能的光催化性能Xiaojuan Bai et al, The Journal of Physical Chemist

19、ry C. 2013, 117 (19), 9952-9961452.3倍有效地光生电子和空穴的分离效率以及迁移速率1241 cm-1 (C-N) 和 1631 cm-1 (C=N)处，并且在791 cm-1出现新吸收峰，较多的富三嗪环结构。无模板法合成g-C3N4棒状，光催化活性明显提高经历了一个剥离再生长的层状纳米材料的卷曲过程结晶度增加和表面缺陷的消除是活性提高的原因纳米棒纳米棒结构提高结构提高g-Cg-C3 3NN4 4的光催化性能的光催化性能2022-5-10清华大学化学系47Applied Catalysis B: Environmental 147 (2014) 8291481.

20、 C3N4可见光活性仍较可见光活性仍较低低2. C3N4的吸收带边位于的吸收带边位于459nm左右，吸收范左右，吸收范围窄围窄3. C3N4的吸附性仍较低的吸附性仍较低存在问题及存在问题及拟解决办法拟解决办法1. Ag纳米粒子等离子纳米粒子等离子体共振效应可拓展体共振效应可拓展光吸收范围光吸收范围2. Ag与与C3N4的复合结的复合结构提高活性构提高活性Applied Catalysis B: Environmental. 2014, 147, 82-91核壳结构，核壳结构，5-15nm Ag核，60-80 nm g-C3N4 Ag 核: (111), d=0.24 nmC3N4壳: (002

21、), d=0.32nm4950活性提高1.8倍光电流的4倍51h h+ +是主要活性物质是主要活性物质结构和活性稳定结构和活性稳定对对其它污染物均有高其它污染物均有高的催化活性的催化活性2022-5-10清华大学化学系53Applied Catalysis B: Environmental. 2014, 152-153, 26254C C6060/C/C3 3NN4 4复合结构提高光催化复合结构提高光催化性能性能 形成了均匀的复合形成了均匀的复合结构；结构； C60以微晶形式存以微晶形式存在；在； 拉曼光谱上拉曼光谱上C60特特征不明显，与相互征不明显，与相互作用有关；作用有关；Applied

22、 Catalysis B: Environmental. 2014, 152-153, 262C C6060/C/C3 3NN4 4复合结构提高光催化复合结构提高光催化性能性能活性提高了活性提高了3倍；光电流提高了倍；光电流提高了4倍，可以完全矿化苯酚倍，可以完全矿化苯酚56C C6060/C/C3 3NN4 4复合结构提高光催化复合结构提高光催化性能性能 价 带 位 置 下 调 了价 带 位 置 下 调 了0.3eV，提高了矿化，提高了矿化能力能力 促进了电荷的分离促进了电荷的分离 活性组份为空穴和羟活性组份为空穴和羟基自由基基自由基572022-5-10清华大学化学系58形成均匀的复合结构

23、；产生了相互作用形成均匀的复合结构；产生了相互作用2022-5-1059 价带位置下调了价带位置下调了0.3eV，提高了矿化能力，提高了矿化能力 光催化活性提高一倍；光催化活性提高一倍；2022-5-10602022-5-1061J. Mater. Chem. A, 2014, 2,11432形成均匀的复合形成均匀的复合TCNQ仍保持微晶结构仍保持微晶结构2022-5-1062 光催化活性提高光催化活性提高6倍；倍； 光电流提高光电流提高8倍；倍； 可见光活性拓展到可见光活性拓展到600nm2022-5-1063 TCNQ与与C3N4产生了相互作用产生了相互作用 促进了电荷的分离促进了电荷的分

24、离2022-5-10清华大学化学系64 复合结构调低了价带位置，提升了氧化能力；复合结构调低了价带位置，提升了氧化能力； 相互作用的电荷转移拓展了可见光活性范围相互作用的电荷转移拓展了可见光活性范围2022-5-1065Applied Catalysis B: Environmental, 164 (2015) 773060 Intensity (a.u.)2(degree)30%27%22%16%10%0%80012001600 Intensity (a.u.)Raman shift (cm-1)0%10%16%22%27%30%K离子掺杂不影响化学基团离子掺杂不影响化学基团2022-5-1

25、0清华大学化学系660%10%16%20%22%24%27%30%0.000.010.020.03 kKI mass fraction501001502002503000.00.40.81.2 Photocurrent () Time (s) 0% 10% 16% 22% 27% 30% 降解活性提高了降解活性提高了3.5倍倍 光电流提高了光电流提高了5倍倍6702004000100020003000 30% light on30% light off22% light on22% light off16% light on16% light off0% light on0% light of

26、f-Z/ohmZ/ohm400500 Intensity (a.u.)Wavelength (nm) 0% 22%2004006008000.00.61.2 AbsWavelength (nm) pure C3N4 22%300298296294292 Intensity (arb.units)Binding energy (eV)K 2pK掺杂，促进了电荷的分离，提升活性掺杂，促进了电荷的分离，提升活性2022-5-10清华大学化学系681086420-2306090 IntensityBinding energy (ev) pure C3N4 22% KI-1010.00E+0005.00

27、E+0081.00E+0091.50E+009 22% 1000 Hz 0% 1000 Hz1/C2 (cm4F-2)Pertential vs. SCE (V)K掺杂结构调低了价带位置，提升了氧化能力掺杂结构调低了价带位置，提升了氧化能力2022-5-10清华大学化学系69J. Mater. Chem., 2012, 22, 11568Energy Environ. Sci., 2011, 4, 2922Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 15181524HNHNNNy1-yPANI还原单元PANI氧化单元石墨烯聚苯胺（PANI）共轭分子良好的载流子传输能力光生电子-空

28、穴的快速分离和迁移增强光活性抑制光腐蚀 可见光响应共轭键分子，具有HOMO和LUMO轨道, 在载流子传输方面具有良好特性；共轭键容易和其它化学键产生相互作用，引起光电性能的变化石墨C60g-C3N4P3HT70C3N4/ZnO杂化催化剂研究杂化催化剂研究Energy Environ. Sci., 2011, 4, 2922 C3N4/ZnO杂化催化剂的制备：杂化催化剂的制备：将C3N4分散于于100ml 甲醇溶液中，加入1g 纳米ZnO，超声30min，充分分散后， 搅拌24小时，使吸附反应充分进行。待甲醇自然挥发干后，所得固体于200C烘12小时，研磨，备用。 表面杂化催化的制备表面杂化催化

29、的制备超声超声C3N4CH3OH可见光（可见光（450nm）1.C3N4杂化后紫外光催化杂化后紫外光催化活性是修饰前的活性是修饰前的3.5倍，倍，也提高了矿化能力也提高了矿化能力2. C3N4表面杂化后光催化表面杂化后光催化剂的响应范围拓展到可见剂的响应范围拓展到可见光区光区MB,10-5MTOC紫外光紫外光 =254nm紫外光紫外光 =254nm可见光（可见光（450nm）1.杂化催化剂的紫外光光电流响应值约是杂化催化剂的紫外光光电流响应值约是ZnO电极电极5倍，倍，C3N4的的10倍倍 2.杂化催化剂的响应拓展到可见光区杂化催化剂的响应拓展到可见光区3. C3N4的杂化可有效提高电荷分离效

30、率的杂化可有效提高电荷分离效率l ZnO发生了严重的光腐蚀发生了严重的光腐蚀l C3N4 /ZnO具有良好的光稳定性具有良好的光稳定性紫外光紫外光 =254nm，光强：，光强：0.8 mW/cm2MB,10-5MZnOC3N4 /ZnO-2% 反应前反应前48h反应后48h反应后l ZnO发生严重的光腐蚀发生严重的光腐蚀 l C3N4 /ZnO具有良好的光稳定性具有良好的光稳定性l C3N4的修饰抑制了的修饰抑制了ZnO的光腐蚀效应的光腐蚀效应光催化剂光催化剂反应前反应前4小时小时反应后反应后24小时小时反应后反应后ZnO 1.940 9.485 389.500 ZnO/C3N4-2% 1.2

31、47 7.264 8.078 XRD体系溶液中Zn2+浓度(ug/mL) l ZnO发生严重的光腐蚀发生严重的光腐蚀 l C3N4的修饰抑制了的修饰抑制了ZnO的光腐蚀效应的光腐蚀效应杂化后，杂化后，ZnO的晶型和晶粒度没有明显改变的晶型和晶粒度没有明显改变 光催化剂能带没有变化，吸收范围拓展到可见光区光催化剂能带没有变化，吸收范围拓展到可见光区XRDDRSC3N4在在ZnO表面以单分子层化学吸附形式存在表面以单分子层化学吸附形式存在C3N4/ZnO-3%HRTEMC3N4/ZnO-8%FT-IRTG-DTA 空气气氛C3N4与与ZnO间存在强间存在强烈的价键相互作用烈的价键相互作用ZnO37

32、.741C3N4/ZnO-3%37.832 BET (m2/g) C3N4的杂化对的杂化对ZnO的孔分布和比表面影响不大的孔分布和比表面影响不大BETZnO37.741C3N4/ZnO-3%37.832 光催化剂光催化剂R1 (ohm)R2 (ohm)R3 (kohm)ZnO-暗场62.8062.8065.37C3N4/ZnO-3%-暗场65.4065.4044.94ZnO-紫外光66.1324.6411.03C3N4/ZnO -3%-紫外光66.4111.164.293紫外光照下，ZnO及C3N4/ZnO-3%交流阻抗谱的拟合数据 C3N4修饰有效提高修饰有效提高ZnO光生电子和空穴对的分离

33、效光生电子和空穴对的分离效率和实现快速的界面分离率和实现快速的界面分离 b图中（a, a）为非光照情况下的ZnO；（b, b）为非光照情况下的C3N4/ZnO -3% ；（c, c）为紫外光照射下的ZnO；(d, d) 紫外光照射下的C3N4/ZnO -3% 。(a, b, c, d)为实测交流阻抗谱数据， (a, b, c, d) 为拟合数据 1. ZnO与与C3N4/ZnO:氧化氧化活性物种是空穴活性物种是空穴2. ZnO发生直接光腐蚀发生直接光腐蚀活性物种捕获活性物种捕获光生电子和空穴的快速分离光生电子和空穴的快速分离 紫外光催化活性大幅提高紫外光催化活性大幅提高 空穴的快速移出空穴的快

34、速移出 ZnO的光腐蚀被完全抑制的光腐蚀被完全抑制可见光下，ZnO及C3N4/ZnO-3%交流阻抗谱的拟合 C3N4修饰有效提高修饰有效提高ZnO光生电子和空穴对光生电子和空穴对的分离效率和实现快速的界面分离的分离效率和实现快速的界面分离 bl 自由基是主要的活性物种自由基是主要的活性物种l C3N4的激发态电子注入的激发态电子注入ZnO的导带的导带 可见光活可见光活性产生性产生 活性物种捕获活性物种捕获87C3N4/BiPO4杂化光杂化光催化研究催化研究BiPO4C3N4e-h+UVVise-h+ 利用杂化结构促进电荷分离，提高降解活性；利用杂化结构促进电荷分离，提高降解活性； 利用利用C3

35、N4的共轭结构，产生可见光活性；的共轭结构，产生可见光活性；88BiPOBiPO4 4纳米棒纳米棒超声超声C3N4C3N4BiPO4CH3OH覆盖层厚度由负载量决定覆盖层厚度由负载量决定: 3-30nmAdv. Funct. Mater. 2012, 22, 1518152489晶格常数相近,有利于复合-XPS(%)-N1s P2p Bi4f 0 10.54 11.72 3.22 8.93 9.54 8.25 3.26 3.83 E=0.4eV复合后，Bi化学位移升高，N化学位移降低，反映- 作用结合引起的Bi到N上的电子转移902003004005006007008000.00.20.40.

36、60.81.01.24%1%2%BiPO43%5%AWavelength (nm)C3N410%MB-UV MB-VIS (420nm) MB-摸拟太阳光摸拟太阳光10% C3N4/BiPO491BiPO4价带空穴经价带空穴经C3N4迅速迁移到催化剂表面迅速迁移到催化剂表面, C3N4激发态电激发态电子注入子注入BiPO4的导带，光生载流子得到有效分离，光催化活性的导带，光生载流子得到有效分离，光催化活性提高提高J. Mater. Chem., 2012, 22, 11568MB, 10-5M , 450nm光电流 450nmC3N4/Bi2WO6-2% 1.光催化活性提高近光催化活性提高近7

37、0%2.价键相互作用价键相互作用3. C3N4单层杂化单层杂化FT-IRHRTEMDRSTGEIS1. C3N4的杂化有效提高了电子空穴的杂化有效提高了电子空穴对的分离效率对的分离效率2. Bi2WO6价带的空穴传递到价带的空穴传递到C3N4的的HOMO能级能级2022-5-10清华大学化学系952022-5-10清华大学化学系96典型的吸附控制过程C3N4薄膜稳定性非常好，很好的pH值适应性2022-5-1098光电协同催化大幅度增加降解活性光电协同催化大幅度增加降解活性2022-5-10清华大学化学系99光电协同催化过程可以促进电荷的分离光电协同催化过程可以促进电荷的分离2022-5-10

38、清华大学化学系100 光电催化苯酚光电催化苯酚TOC去除率是电催化降解的去除率是电催化降解的2.4 倍倍 可以实现苯酚的完全矿化可以实现苯酚的完全矿化2022-5-10清华大学化学系101 C3N4光催化苯酚的矿化光催化苯酚的矿化率低；率低； 光电催化苯酚矿化率高光电催化苯酚矿化率高，中间产物少；，中间产物少； TiO2介孔薄膜光催化剂介孔薄膜光催化剂 钨酸铋和钼酸铋光催化剂钨酸铋和钼酸铋光催化剂 钨酸锌和钼酸锌光催化剂钨酸锌和钼酸锌光催化剂 磷酸铋光催化剂磷酸铋光催化剂 共轭共轭分子表面杂化光催化研究分子表面杂化光催化研究 表面氧缺陷型光催化研究表面氧缺陷型光催化研究 光电协同催化降解研究光电协同催化降解研究 C3N4活性与氧化能力提高研究活性与氧化能力提高研究 吸附富集吸附富集-定位光催化降解研究定位光催化降解研究清华大学环境与能源催化实验室 国家自然科学基金杰出青年基金（国家自然科学基金杰出青年基金（20925725）、重点项目）、重点项目（21437003）、科技部）、科技部973项目项目(2013CB632403）和）和863项目项目（2012AA062701）的资助）的资助103感谢各位老师和同学的支持！谢 谢！104