Self-assembly construction of NiCo LDH/ultrathin g-C3N4 nanosheets photocatalyst for enhanced CO2 reduction and charge separation mechanism study

材料科学 光催化 石墨氮化碳 选择性 异质结 氮化碳 氢氧化物 石墨 氧化还原 化学工程 催化作用 载流子 Zeta电位 纳米技术 光电子学 复合材料 化学 有机化学 纳米颗粒 冶金 工程类
作者
Anqi Zhou,Jinman Yang,Xingwang Zhu,Xianglin Zhu,Jinyuan Liu,Kang Zhong,Han-Xiang Chen,Jinyu Chu,Yansheng Du,Yanhua Song,Junchao Qian,Huaming Li,Hui Xu
出处
期刊:Rare Metals [Springer Science+Business Media]
卷期号:41 (6): 2118-2128 被引量:82
标识
DOI:10.1007/s12598-022-01960-z
摘要

Graphite phase carbon nitride (g-C3N4) is a promising catalyst for artificial photocatalytic carbon dioxide (CO2) reduction. However, the fast carrier recombination and the inadequacy of the CO2 reduction active site in g-C3N4 block the escalation of the performance. In this work, NiCo layered double hydroxide (NiCo LDH) nanoflowers were self-assembled with ultrathin graphite phase carbon nitride (g-C3N4) by an ultrasonic stirring strategy utilizing the Zeta potential difference. The formed NiCo LDH/ultrathin g-C3N4 nanosheets (LDH-CN) photocatalysts own the merits of rich active sites and Z-scheme heterojunction, which lead to the enhanced CO2 reduction activity and selectivity. The highest yields of CO and CH4 were 114.24 and 26.48 μmol·h−1·g−1, which were much greater than those of g-C3N4 and LDH. Meanwhile, the enhanced selectivity for CO confirmed the strong redox ability in the LDH-CN caused by the Z-scheme. The heterojunction-induced built-in electrical field can promote the separation and migration of photoinduced electrons and holes. This study provides a theoretical basis for designing high-performance photocatalysts.Graphical abstract
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