具有高效可见光驱动光催化性能的g-C3N4/Bi4Ti3O12中空纳米纤维的构建( Construction of g-C3N4/Bi4Ti3O12 hollow nanofibers with highly efficient visible-light-driven photocatalytic performance )

H Shi J Fu W Jiang Y Wang Z Chen

探索和开发高效、持久的可见光响应光催化剂用于环境修复是当前最具挑战性的研究领域之一。本文采用简便的静电纺丝/煅烧工艺，通过热聚合制备了一种新型的G-C3N4/Bi4Ti3O12(CN/BTO-x；X=6,9和10.8）中空纳米纤维复合材料。扫描电镜和透射电镜观察结果表明，CN/BTO复合材料主要由直径为110±20nm的中空纳米纤维组成。XPS结果证实了BTO和CN之间的界面相互作用，暗示了这两种组分之间形成了异质结。光催化性能测试表明，所合成的CN/BTO复合材料在可见光(λ>420nm)下对多种污染物（包括RhB、MO、TC和Cr(VI)等）表现出良好稳定的光催化性能。其中，Cn/BTO-9的光催化性能最高，其速率常数分别为0.03064min(TC)、0.11274min-1(RhB)、0.04474min-1(MO)和0.01938min-1(Cr(VI)。CN/BTO具有较高的比表面积、较好的可见光吸附性能、CN/BTO具有较强的氧化能力和高效分离光致电荷的异质结构以及其独特的中空纳米纤维结构，是CN/BTO优异的催化性能的主要原因。活性物种捕获实验和ESR实验验证了h和·O2-对RhB/Tc的降解有一定的作用。根据带隙结构、DFT计算和自由基捕获实验，讨论了催化活性的机理。

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