噻吩环掺杂氮化碳纳米片的制备及光催化性能

编号：NMJS08324

篇名：噻吩环掺杂氮化碳纳米片的制备及光催化性能

作者：李雪 徐红赟 王乙舒 宋艳华 崔言娟

关键词： 氮化碳纳米片 掺杂 光催化 制H2 制H2O2

机构： 江苏科技大学环境与化学工程学院

摘要： 二次热剥离是合成二维氮化碳纳米片(CNN)的有效方法,进一步拓宽其可见光响应并优化光电转化效率是提升CNN光催化性能的有效策略。本工作采用原位聚合分子掺杂和二次热剥离相结合的方法,以2⁃氨基噻吩⁃3⁃甲腈为分子掺杂源,将噻吩环原位掺杂引入并稳定存在于CNN共轭杂环,制备了噻吩环掺杂的氮化碳纳米片光催化剂(CNN⁃Thx)。经过二次热剥离后,产物保持二维杂化共轭聚合结构且噻吩环依然稳定掺杂于CNN共轭杂环。噻吩环掺杂引起π共轭体系进一步扩展,降低了产物禁带宽度,拓宽了可见光吸收范围,增强了光电转换效率;同时,二次热剥离协同噻吩掺杂引起更显著的n⁃π*跃迁,大幅提升了催化剂的光催化活性。在可见光照下对催化剂进行光解水制H2及活化O2制H2O2的性能测试。结果表明,CNN⁃Thx具有显著增强的光催化还原性能,其中,CNN⁃Th10的产氢活性达到322.8μmol·h-1,4 h后生成H2O2浓度达到223.1μmol·L-1,分别是CNN的3.6和22.3倍。