本研究制備了一系列Bi2O2CO3/g-C3N4@PAN納米纖維以評估其光催化制氫活性。XRD、SEM、TEM、元素映射和XRS結果證實了它們的物相、微觀結構和組成。通過紫外-可見漫反射和發射光譜、光電流響應以及LSV曲線揭示了其光物理和光化學性質。在模擬太陽光照射下,通過光催化制氫和循環實驗對其活性和穩定性進行了評估。結果表明,Bi2O2CO3和g-C3N4異質結的形成有利于光生電子和空穴的分離,從而提高了光催化制氫過程的活性。
圖1.制備的光催化劑的XRD圖譜
圖2.純PAN纖維的SEM(A)和TEM(B)圖像;CB/CN@PAN-3纖維的SEM(C,E)、TEM(D)和元素映射(F,G,H,I)圖像
圖3.CB/CN@PAN-3、CB/CN-3、CB@PAN和CN@PAN的XRS掃描光譜(A);Bi4f(B)、C1s(C)和N1s(D)的高分辨率XPS光譜
圖4.制備的光催化劑的UV-vis DRS光譜(A)、發射光譜(B)和光電流響應(C)
圖5.帶隙能級示意圖及協同作用機理
圖6.制備的光催化劑的LSV曲線(A);循環試驗前后CB/CN@PAN-3的LSV曲線(B);CB/CN@PAN-3在20mA/cm2下的時間相關性電流密度曲線(C)
圖7.制備的光催化劑在240分鐘內的產氫量(A)和平均產氫率(B)
圖8.CB/CN@PAN-3光催化劑的光催化產氫循環測試(A)以及循環測試前后的XRD圖譜(B)