GQD掺杂的碱剥离g-C₃N₄复合材料的制备与光催化性能

摘要

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为一种无金属二维纳米材料在光催化领域具有广阔前景．本文通过叔丁醇钠剥离的方法修饰体相g-C₃N₄得到碱剥离g-C₃N₄，调节石墨烯量子点（GQD）投加量，制成不同GQD掺杂的碱剥离g-C₃N₄复合材料．采用XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis、PL等表征手段对系列复合材料的形貌、结构、组成成分进行详细分析，并探究其光降解染料亚甲基蓝的性能．结果表明，与体相g-C₃N₄相比，通过碱剥离能够缩短载流子的传输距离，同时GQD的引入能有效改善电子-空穴对的复合．当GQD掺杂量为5.0%时，对亚甲基蓝的光催化降解效率达90.9%．此外，通过自由基捕获实验确定光降解中活性组分为·O和h⁺，并提出一种可能的亚甲基蓝光催化机理．

关键词

石墨相氮化碳 / 石墨烯量子点 / 叔丁醇钠 / 光催化 / 亚甲基蓝

基金资助

国家自然科学基金(21501097); 中国气象局青年创新团队项目(2023QN018); 江苏省自然科学基金(BK20201389); 江苏省高校“青蓝工程”计划(R2018Q03)