具有光催化与光芬顿反应协同作用的2D/2Dα-Fe_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)S型异质结用于高效降解四环素

王文亮; 张灏纯; 陈义钢; 史海峰

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构建具有高效电荷迁移效率和丰富活性位点的异质结光催化体系是提升光芬顿反应速率的有效途径。本研究通过简单的水热法合成了2D/2D结构的α-Fe_(2)0_(3)/g-C3N S型异质结光芬顿催化剂,并使用X射线衍射仪技术(XRD).透射电子显微镜(TEM).傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等分析手段对α-Fe_(2)0_(3)/g-C_(3)N_(4)的晶体结构、微观结构、化学组分和光学性质进行了详细的表征。通过在可见光照射下降解四环素,评测了α-Fe_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)的催化活性。结果表明,光催化反应与芬顿反应的协同作用使α-Fe_(2)0_(3)/g-C_(3)N_(4)(1:1)展现出了优异的光芬顿催化活性:在可见光照射下,仅加入微量的双氧水便可辅助催化剂在20min内对四环素的降解率达到78%,其降解速率分别是单一的α-Fe_(2)0_(3)和g-C_(3)N_(4)的3.5倍和5.8倍。α-Fe_(2)0_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料优异的催化活性得益于在2D/2D S型电荷迁移机制上构建的光芬顿催化体系。2D/2D S型异质结能够显著促进电子和空穴的传输与分离,并为催化剂提供较大的比表面积和丰富的活性位点,同时还能保持复合材料最佳的氧化还原能力。此外,光催化反应促进了Fe^(3+)的还原,从而加速了芬顿反应中羟基自由基的产生。总之,本研究为构建高效、稳定的光芬顿催化体系提供了-条简单有效的途径。

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来源
《物理化学学报》 |2022年第7期|87-96|共10页
作者
王文亮; 张灏纯; 陈义钢; 史海峰;
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作者单位

江南大学理学院;

南京医科大学附属无锡市第二人民医院普外科;

南京大学固体微结构国家实验室;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类化学动力学、催化作用;
关键词
光催化; 芬顿反应; 催化活性; S型异质结; 2D/2D界面;

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