(论文标题以及作者信息截图)
近日,化学与环境科学顶刊Applied Catalysis B: Environmental(中科院化学1区,影响因子:24.319)在线刊登了暨南大学刘宏光课题组、五邑大学许成群课题组和澳门大学潘晖课题组在光催化领域的最新研究成果。科研人员通过双氰胺和邻氨基苯腈(ABN)的共缩合以及NaCl-KCl熔融盐处理后,获得了电子离域性增强和缺陷丰富(-C≡N和N缺陷)的新型聚合氮化碳(PCN)材料,扩展了传统PCN基光催化剂的光学吸收范围和提高了其光生载流子分离率。该复合材料在λ > 500 nm照射下,对双酚A(BPA)的降解和产氢性能均显著增强,优于之前报道的多数PCN基光催化剂。论文的第一作者和通讯作者为许成群副教授,刘宏光副研究员和潘晖教授为共同通讯作者,暨南大学化学与材料学院硕士生张颖也参与了此项科研工作。刘宏光副研究员现为暨南大学驻五邑大学帮扶工作队成员,挂任五邑大学应用物理与材料学院副院长。
无金属共轭聚合物石墨氮化碳(g-C3N4)具有合适的带隙、较高的化学和热稳定性以及环保特性,被认为是一种很有应用潜力的光催化剂。然而,光生载流子的高重组率和较低的可见光响应(不超过460 nm)限制了其光催化活性和适用范围。为了改善g-C3N4材料的光催化性能,研究人员通过有机化学途径在CN网络框架中引入芳香族基序以及经过NaCl-KCl熔融盐处理提高了π电子的离域化程度。密度泛函理论计算显示DCN-NaK-xABN中C和N原子轨道态密度在各峰位置处高度重合,表明模型结构可以稳定存在。DCN-NaK-xABN中前线轨道波函数分布有明显区别,对比表明光生载流子的空间分离得到了显著改善,有利于电子在平面内的转移和光催化性能的提高。复合材料DCN-NaK-xABN在可见光照射下可以获得更多的光子,并可抑制光生载流子的复合,从而显著提高PHE和BPA的光降解效果。特别是,该复合材料在绿光区表现出很高的光催化活性。
(论文关键数据示意图)
文献链接:
Chengqun Xu*, Haiyang Liu, Dongyu Wang, Dezhi Li, Ying Zhang, Xiaolu Liu, Jingyao Huang, Shengquan Wu, Donghua Fan, Hongguang Liu*, Hui Pan* Molten-salt assisted synthesis of polymeric carbon nitride-based photocatalyst for enhanced photocatalytic activity under green light irradiation. Applied Catalysis B: Environmental 334 (2023) 122835.
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122835.
供稿单位:化学与材料学院
图文:刘宏光 许成群
校对:邹灵君
责编:林高野
初审:陈文举
终审:李丹