三维g-C3N4 泡沫负载Cu(OH)2 纳米片的 制备及其光催化还原CO2 性能

• 作者: 方伟 孙志敏 赵雷 陈辉 何漩 杜星 王大珩 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: g-C3N4泡沫 Cu(OH)2纳米片 CO2吸附 光生电荷分离 光催化还原CO2
• 年，卷（期）: 2023,（4）
• 页码范围: 141-150
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

为了改善g-C3N4光催化还原CO2过程中的气体传质、吸附和光生电荷分离效率，分别从泡沫孔结构构筑和构建异质结两方面进行光催化材料设计。采用表面活性剂发泡法制备g-C3N4泡沫(g-C3N4 Foam),以此为基体通过化学镀铜和氢氧化处理制备g-C3N4泡沫负载Cu(OH)2纳米片(Cu(OH)2/CNF)复合材料，对其结构和光催化性能进行分析。结果表明：g-C3N4 Foam和Cu(OH)2/CNF均展现出发达的三维微米孔网络结构，这种结构可从动力学层面优化CO2在气-固催化反应中的传质和吸附，使CO2吸附容量分别达到3.97 cm3/g和3.59 cm3/g,为g-C3N4粉末的2.96倍和2.68倍；同时，Cu(OH)2/CNF样品中还形成大量二维Cu(OH)2纳米片结构，不仅可以拓宽复合材料的光利用范围，还可通过g-C3N4/Cu(OH)2异质结的构建促进光生电子向Cu(OH)2表面转移，提升光生电荷分离效率；制备的Cu(OH)2/CNF复合样品CO产率达到11.041μmol·g-1·h-1,为g-C3N4 Foam和g-C3N4粉末样品的2.76倍和6.83倍。