Design of p-n homojunctions in metal-free carbon nitride photocatalyst for overall water splitting

光催化 材料科学 制氢 分解水 光电流 量子效率 光致发光 催化作用 化学工程 载流子 氮化碳 分析化学(期刊) 光催化分解水 光电子学 化学 生物化学 工程类 色谱法
作者
Gang Zhao,Shuhua Hao,Jinghua Guo,Yupeng Xing,Lei Zhang,Xijin Xu
出处
期刊:Chinese Journal of Catalysis [China Science Publishing & Media Ltd.]
卷期号:42 (3): 501-509 被引量:67
标识
DOI:10.1016/s1872-2067(20)63670-1
摘要

Two-dimensional (2D) carbon nitride (CN) photocatalysts are attracting extensive attention owing to their excellent photocatalytic properties. In this study, we successfully prepared CN materials with heterogeneous structures via hydrothermal treatment, high-temperature roasting, ball milling, sintering, and other processes. Benefitting from interface interactions in hybrid architectures, the CN photocatalysts exhibited high photocatalytic activity. The rate of hydrogen production using these CN photocatalysts reached 17028.82 μmol h−1 g−1, and the apparent quantum efficiency was 11.2% at 420 nm. The ns-level time-resolved photoluminescence (PL) spectra provided information about the time-averaged lifetime of fluorescence charge carriers; the lifetime of the charge carriers causing the fluorescence of CN reached 9.99 ns. Significantly, the CN photocatalysts displayed satisfactory results in overall water splitting without the addition of sacrificial agents. The average hydrogen and oxygen production rates were 270.95 μmol h−1 g−1 and 115.21 μmol h−1 g−1 in 7 h, respectively, which were promising results for the applications of the catalysts in overall water splitting processes. We investigated the high efficiency of the prepared CN photocatalysts via a series of tests (UV-vis diffuse reflectance spectroscopy, photocurrent response measurements, PL emission spectroscopy, time-resolved PL spectroscopy, and Brunauer-Emmett-Teller analysis). Furthermore, the Mott-Schottky plot and current-voltage curve were acquired via electrochemical tests. The fabricated CN photocatalyst had a small p-n junction in its heterogeneous structure, which further enhanced its photocatalytic efficiency. Therefore, this work can promote the development of CN photocatalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
从容映易完成签到,获得积分10
2秒前
CDI和LIB完成签到,获得积分10
4秒前
杨杨杨完成签到,获得积分10
4秒前
心随风飞完成签到,获得积分10
5秒前
匆匆赶路人完成签到 ,获得积分10
6秒前
青青完成签到 ,获得积分10
9秒前
chenkj完成签到,获得积分10
11秒前
DONNYTIO完成签到,获得积分10
11秒前
EricSai完成签到,获得积分10
11秒前
ikun完成签到,获得积分10
11秒前
AATRAHASIS完成签到,获得积分10
12秒前
zheweitang完成签到,获得积分10
12秒前
拉宝了完成签到,获得积分10
12秒前
氟兊锝钼完成签到 ,获得积分10
12秒前
王木木爱喝周完成签到 ,获得积分10
13秒前
三伏天发布了新的文献求助10
13秒前
迪亚波罗发布了新的文献求助30
14秒前
郭生完成签到,获得积分10
15秒前
Tina酱完成签到,获得积分10
16秒前
YYY完成签到,获得积分10
17秒前
339564965完成签到,获得积分10
20秒前
Helios完成签到,获得积分10
20秒前
风信子完成签到,获得积分10
21秒前
ccc完成签到,获得积分10
21秒前
不安的晓灵完成签到 ,获得积分10
22秒前
只想顺利毕业的科研狗完成签到,获得积分10
22秒前
xueshidaheng完成签到,获得积分10
24秒前
文心同学完成签到,获得积分10
24秒前
QY完成签到 ,获得积分10
24秒前
风中的老九完成签到,获得积分10
25秒前
Brief完成签到,获得积分10
25秒前
鹏举瞰冷雨完成签到,获得积分10
25秒前
nanostu完成签到,获得积分10
25秒前
呆萌的小海豚完成签到,获得积分10
26秒前
妖哥完成签到,获得积分10
26秒前
Jason完成签到 ,获得积分10
27秒前
29秒前
新野完成签到,获得积分10
30秒前
chen完成签到 ,获得积分10
31秒前
佳期如梦完成签到 ,获得积分10
32秒前
高分求助中
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
宽禁带半导体紫外光电探测器 388
Case Research: The Case Writing Process 300
Global Geological Record of Lake Basins 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3142849
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2793778
关于积分的说明 7807209
捐赠科研通 2450039
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1303576
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627016
版权声明 601350