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Engineering carbon-defects on ultrathin g-C3N4 allows one-pot output and dramatically boosts photoredox catalytic activity

光催化 材料科学 诺氟沙星 化学 催化作用 污染物 降级(电信) 化学工程 碳纤维 纳米技术 环丙沙星 有机化学 抗生素 生物化学 复合材料 工程类 复合数 电信 计算机科学
作者
Shuying Gao,Xuyu Wang,Changjian Song,Shijian Zhou,Fu Yang,Yan Kong
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:295: 120272-120272 被引量:192
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120272
摘要

Herein, carbon-defect engineering and 2-dimensional engineering are integrated into g-C3N4 at once, allowing one-pot output of ultrathin g-C3N4 photocatalyst by a thermal-triggering in-situ gas-shocking process using endogenous gas (CO2, H2O, and NH3) from urea solution. The optimal photocatalyst U1W1-CNS presents an ultrathin structure (2 nm thickness) with abundant carbon-defects in a porous state, thereby endowed with outstanding structural property (191.4 m2 g−1, 0.61 cm3 g−1). Meanwhile, benefited from the emergent carbon defects, the conduction band of U1W1-CNS can be shifted to a higher energy level, thus contributing to stronger reduction ability which was comprehensively confirmed by experimental evidence and DFT calculation, and the hydrophilicity of U1W1-CNS is further improved by more exposed edge amino moieties. As expected, U1W1-CNS affords 57 folders of hydrogen production (10.14 mmol h−1 g−1) efficiency, and greater degradation efficiency for different organic pollutants RhodamineB (k = 0.0311 min−1), tetracycline (k = 0.0135 min−1), norfloxacin (k = 0.0091 min−1), ciprofloxacin (k = 0.012 min−1), and levofloxacin (k = 0.0078 min−1).
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