Defect-mediated Z-scheme carriers’ dynamics of C-ZnO/A-CN toward highly enhanced photocatalytic TC degradation
Defect-mediated Z-scheme carriers’ dynamics of C-ZnO/A-CN toward highly enhanced photocatalytic TC degradation
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缺陷介导的 Z 型载流子 – C-ZnO/A-CN 的动力学，可实现高度增强的光催化 TC 降解
DOI：
10.1016/j.jallcom.2021.160321
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发表时间：
2021-10
影响因子：
6.2
通讯作者：
Fengpo Yan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiaoyan Huang;Xiuyun Zhang;Kexiang Zhang;Xiaogang Xue;Jian Xiong;Yu Huang;Doudou Zhang;Jian Zhang;Zheling Zhang;Fengpo Yan
构建Z型光催化剂是提高材料光催化性能的一种很有前途的策略，其中载流子的复合通过调控载流子的传输和分离起着至关重要的作用。在本研究中，通过煅烧ZIF-8浸渍尿素，设计了一种缺陷介导的无定形氮化碳（A-CN）和碳掺杂氧化锌（C-ZnO）的层状异质结。透射电镜和扫描电镜研究了C-ZnO与片状A-CN的二维异质结。FTIR和XPS证实了C-ZnO中存在单键N单键C三键N和单键N双键C双键N单键基团。当A-CN含量为75%时，C-ZnO/A-CN对盐酸四环素的降解率最高，分别是ZnO、ZnO+CN和CN的7.7、3.0和7.7倍。瞬态光致发光和光化学表征表明，缺陷辅助载流子的复合导致了强烈的Z-计划界面电荷转移和更多的反应中心TC降解。这一工作将为设计用于去除污染物的Z型光催化剂提供新的见解。
Constructing Z-scheme photocatalysts is a promising strategy to improve the photocatalytic performance of materials, wherein carriers’ recombination plays a critical role by tuning carrier transportation and separation. In this study, a defect mediated layered heterojunction of amorphous carbon nitride (A-CN) and carbon doped ZnO (C-ZnO) are designed by calcination of ZIF-8 immersed urea. TEM and SEM elucidate the 2D heterojunctions coupled C-ZnO with a sheet-like A-CN that was formed. FTIR and XPS confirm the existence single bondNsingle bondCtriple bondN and single bondNdouble bondCdouble bondNsingle bond groups interacted with C-ZnO. The defect-mediated C-ZnO/A-CN with 75% A-CN exhibited the highest tetracycline hydrochloride (TC) degradation rate, ~7.7, 3.0 and 7.7 times that of ZnO, loaded ZnO+CN or CN, respectively. Transient PL and photochemical characterizations revealed that defects assisted carriers’ recombination leads to a strong Z-scheme interfacial charge transfer and more reactive centers for TC degradation. This work would provide a new insight for the design of Z-scheme photocatalysts for the removal of pollutants.
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