Fe/S共掺杂g-C₃N₄光催化降解NO

摘要

光催化技术因其成本低、可回收、对环境友好等优点受到研究人员的广泛关注，但纯光催化材料的光催化性能存在一定的缺陷，如电子-空穴对复合率高、光响应范围小等，因此在实际应用中常对其进行改性处理。为了增强石墨相氮化碳（g-C₃N₄）在可见光条件下对NO的降解性能，以三聚氰胺、硫脲和硝酸铁为原料，通过热聚合法制备得到Fe/S共掺杂改性g-C₃N₄产物Fe/SCN。结果表明，Fe/S共掺杂会破坏g-C₃N₄的三嗪环结构，导致g-C₃N₄内部N—H键的伸缩振动消失，Fe、S元素主要以Fe—N和Fe—S共价键形式存在；同时，Fe/S共掺杂可以增大g-C₃N₄的比表面积、提高光生载流子分离效率、降低电子-空穴对的复合率、提高瞬态电流密度、降低电阻抗，从而提高光催化降解性能。光催化降解NO实验结果表明，Fe/SCN-4在可见光条件下2 h对NO g-C₃N₄的降解率可达到40.26%，且经过5次循环后的降解率为37.17%，证明Fe/S改性后具有良好的降解性能和循环稳定性。

关键词

光催化 / 石墨相氮化碳 / 热聚合 / 共掺杂改性 / 降解NO / g-C₃N₄