ZnIn₂S₄微球/{001}晶面TiO₂纳米片/g-C₃N₄三元光催化剂的制备及其性能

摘要

为了提高g-C₃N₄基光催化剂的光催化性能，通过焙烧法制备g-C₃N₄，进而利用暴露{001}晶面TiO₂纳米片和ZnIn₂S₄微球对g-C₃N₄进行修饰，成功合成ZnIn₂S₄/TiO₂NS/g-C₃N₄三元复合光催化剂。通过TEM、XPS、XRD和UV-vis等手段对所得产物的形貌、结构、组成及光学特性进行表征，在此基础上，分析ZnIn₂S₄/TiO₂NS/gC₃N₄的可见光催化机制。结果表明：将ZnIn₂S₄引入g-C₃N₄体系中可扩大催化剂的可见光吸收范围；经三元复合后，TiO₂、g-C₃N₄和ZnIn₂S₄等3种复合组分之间接触紧密且存在强相互作用，基于TiO₂、g-C₃N₄和ZnIn₂S₄等3种半导体能带位置的匹配性可实现光催化过程中光生电子和空穴的高效产生、分离和转移，促进体系光催化效率的提升；当TiO₂和ZnIn₂S₄的质量分数分别为30%和60%时，可见光照射100 min后，ZnIn₂S₄/TiO₂NS/g-C₃N₄三元复合光催化剂的光催化活性最佳，可将甲基橙约100%降解为无机小分子。

关键词

TiO₂纳米片 / {001}晶面 / ZnIn₂S₄微球 / g-C₃N₄ / 光催化性能