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Revealing the transfer mechanisms of photogenerated charge carriers over g-C3N4/ZnIn2S4 composite: A model study for photocatalytic oxidation of aromatic alcohols with visible light

光催化 载流子 异质结 化学 可见光谱 复合数 半导体 光化学 化学工程 催化作用 材料科学 光电子学 有机化学 复合材料 工程类
作者
Xiangju Ye,Taotao Zhu,Zhenzhen Hui,Xuchun Wang,Jumeng Wei,Shifu Chen
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:401: 149-159 被引量:43
标识
DOI:10.1016/j.jcat.2021.07.025
摘要

Semiconductor photocatalysis as an alternative technology has received extensive attention for addressing the worldwide energy and environment issues. However, it is still a great challenge and imperative to profoundly understand the migration mechanisms for achieving the complete utilization of photoexcited charge carriers. In this paper, a series of g-C3N4/ZnIn2S4 heterojunction composites were fabricated by thermal polycondensation and solvothermal methods and then thoroughly characterized by a range of techniques. Photocatalytic selective oxidation of aromatic alcohols to corresponding aldehydes with O2 under visible light irradiation was introduced as a model reaction system to evaluate the photocatalytic performance of the as-prepared samples. The results exhibit that when the main constituent of photocatalyst is ZnIn2S4, the transfer of the photogenerated charge carriers adopts a band-band mechanism in g-C3N4/ZnIn2S4 heterojunction composite. However, when the main constituent of photocatalyst is g-C3N4, the transfer of the photogenerated charge carriers adopts a Z-scheme mechanism. Therefore, the different compositions of the composite samples lead to the different electronic conductivities and then affect the direction of the built-in electric field in the relative p-n junction, finally causing the different transfer mechanisms of the photogenerated charge carriers for g-C3N4/ZnIn2S4 composite samples.
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