增强可见光 H₂O₂ 产量超过 Pt/g-C₃N₄ 肖特基交叉点光催化剂

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光催化作用的光催化
• 绿色化学 绿色化学

背景情况:

• 光催化过氧化 (H₂O₂) 生产提供了使用水和氧气的可持续途径.
• 开发高效和稳定的光催化剂对于实际应用至关重要.
• 石墨碳化物 (g-C₃N₄) 是一个有前途的半导体光催化剂.

研究的目的:

• 为了制造含有超低 (Pt) 的Pt/g-C₃N₄的Schottky结合光催化剂.
• 调查它们在无牺牲剂的可见光驱动H2O生产中的效率.
• 阐明参与光催化过程的机制和活性物种.

主要方法:

• 使用浸减少方法制造Pt/g-C₃N₄光催化剂.
• 在可见光下对催化剂性能进行表征和性能评估.
• 使用电子磁共振 (EPR) 识别活性物种和机械学研究.

主要成果:

• 成功合成了Pt/g-C₃N₄的光催化剂,其Pt含量超低 (0.025-0.1 wt%).
• 最佳的Pt_0.05/g-C₃N₄实现了31.82μM的H₂O₂产量,比原始g-C₃N₄高2.46倍.
• 催化剂表现出良好的稳定性,并确定超氧化基 (·O₂^-) 是主要的活性物种.

结论:

• 在g-C₃N₄上的超低Pt负载显著提高了光催化H₂O₂生产效率.
• 增强的性能归因于改进的光生成载体分离和减少H₂O₂分解.
• 反应机制涉及O₂减少到H₂O₂的两步单电子路径.