The impact of benzene ring embedding on the performance of carbon nitride for photocatalytic hydrogen
The impact of benzene ring embedding on the performance of carbon nitride for photocatalytic hydrogen
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苯环嵌入对氮化碳光催化制氢性能的影响
DOI：
10.1016/j.apsusc.2021.151089
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发表时间：
2021-08
影响因子：
6.7
通讯作者：
Guofeng Guan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dashui Yuan;Xueru Chen;Zongyuan Li;Cheng Fang;Jing Ding;Hui Wan;Guofeng Guan
在界面处的氮化碳（CN）结构中形成局部微π共轭连接单元来捕获光生电子可以减小带隙，同时促进电荷转移。本文通过H3BTC与三聚氰胺的酸碱反应制备了具有苯环嵌入结构的H3BTC/CN复合材料。该前驱体反应方法有效增强了修饰分子的分散性和利用效率。 H3BTC引入的苯环增加了π共轭体系的双键，减小了带隙，拓宽了可见光响应范围。同时，苯环作为电子受体捕获光生电子，促进光生载流子的有效分离。最佳催化剂 7.5 wt% H3BTC/CN 的光催化析氢速率高达 301 μmol g-1h−1，比纯 CN 高 21.8 倍。该工作体现了苯环嵌入对CN结构和光催化性能的积极影响，为高效光催化剂的设计和制备提出了新策略。
Forming local micro-π conjugate connection units in the structure of carbon nitride (CN) at the interface to capture photo-generated electrons can reduce the band gap and simultaneously facilitate the charge transfer. Herein, the H3BTC/CN composites with benzene ring embedded structure were prepared through the acid-base reaction between H3BTC and melamine. The precursor reaction method effectively enhanced the dispersity and utilization efficiency of modification molecule. The introduced benzene ring of H3BTC increased the double bonds of π conjugated system, decreased the band gap and widened the response range of visible light. At the same time, benzene ring acted as the electron acceptor to capture photo-generated electrons and promote the effective separation of photo-generated charge carriers. The optimal catalyst, 7.5 wt% H3BTC/CN showed an enhanced photocatalytic hydrogen evolution rate of 301 μmol g-1h−1, which was 21.8 times higher than that of pure CN. The work manifested the positive impact of benzene ring embedding on CN structure and photocatalytic performance, which proposed a new strategy for the design and preparation of high-efficiency photocatalyst.
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