Ni2P/g-C3N4/ZnIn2S4复合材料的制备及其光还原CO2性能研究

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2024年第4期北京时间：

作者：王一，赵云霞，蔡炜

单位：王一,南京信息工程大学 环境科学与工程学院/大气环境与装备技术协同创新中心/江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 南京, 210044,赵云霞,南京信息工程大学 环境科学与工程学院/大气环境与装备技术协同创新中心/江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 南京, 210044,蔡炜,南京信息工程大学 环境科学与工程学院/大气环境与装备技术协同创新中心/江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室, 南京, 210044

摘要：通过水热法合成Ni2P/g-C3N4/ZnIn2S4三元复合材料(CNZ),并通过光还原CO2性能测试来评价其催化性能.采用XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis、EIS、PL等表征手段对所有复合比例样品的形貌、晶体结构、表面元素化学态、能带结构和光电性能进行分析,结果表明,通过晶面工程成功构建了界面紧密接触的异质结结构,同时,Ni2P和g-C3N4的引入可有效改善复合材料的能带结构,缩短电荷传输距离并有效抑制光生载流子的复合率.因此,相较于g-C3N4和g-C3N4/ZnIn2S4复合材料(CZ),三元CNZ复合材料呈现出更高的催化性能,其中,CNZ5(Ni2P∶g-C3N4∶ZnIn2S4=1∶5∶7)具有最佳的光催化还原CO2活性,其甲烷、甲醇和甲酸的产率分别达到114.72、17.38和20.15 μmol·h-1·g-1.此外,采用in-situ DRIFTS测试推导出光还原CO2机理,反应过程中的还原中间体为HCO-3与HCOOH.

关键词：CO2还原;光催化;异质结

基金资助：国家自然科学基金(51808296)