N掺杂石墨炔/Bi_2GeO_5复合材料的合成及光催化性能摘要
以N掺杂石墨炔、硝酸铋和二氧化锗为原料,在180℃的水和二乙醇胺混合溶剂中保温18 h,原位合成了N掺杂石墨炔/锗酸铋(N-GY_x/Bi_2GeO_5)复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计、光致发光光谱仪等多种表征技术对样品的晶相、形貌、元素组成和光学性能进行了分析。光催化测试表明,60 min光照下,N-GY_3/Bi_2GeO_5光催化降解亚甲基蓝的效率为82.93%,约是Bi_2GeO_5(64.52%)的1.29倍。三次循环光催化实验后,复合材料的光催化活性保持86.08%,晶相组成也没有明显的变化,表明样品具有较好的光催化稳定性。活性物种捕获实验证实h~+在光催化降解亚甲基蓝的过程中起主要作用。由(光)电化学测试可知,与Bi_2GeO_5相比,N-GY_3/Bi_2GeO_5具有较大的光电流、较小的界面电荷转移电阻和更负的平带电位。氮掺杂石墨炔的引入,提高了Bi_2GeO_5的光吸收能力和光生载流子的分离效率,从而增强了光催化降解亚甲基蓝的效率。
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