中国石油大学学报(自然科学版)2024,Vol.48Issue(4) :206-214.DOI:10.3969/j.issn.1673-5005.2024.04.023

ZnO/CN复合纳米材料的制备及其光催化性能

Preparation of ZnO/CN composite nanomaterials and their photocatalytic performance

吴文婷 吴梓涵 刘君丽
中国石油大学学报(自然科学版)2024,Vol.48Issue(4) :206-214.DOI:10.3969/j.issn.1673-5005.2024.04.023

ZnO/CN复合纳米材料的制备及其光催化性能

Preparation of ZnO/CN composite nanomaterials and their photocatalytic performance

吴文婷 1吴梓涵 1刘君丽2
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作者信息

  • 1. 中国石油大学(华东)化学化工学院,山东青岛 266580
  • 2. 山东省冶金科学研究院有限公司,山东济南 250014
  • 折叠

摘要

将锌型氢氧化物(Zn-LDH)与氮化碳(g-C3 N4)相结合,制备复合纳米材料ZnO/CN,考察其光催化性能,并分析其光催化机制.结果表明:引入Zn源后,随Zn含量增加g-C3 N4 出现LDH片层结构,使其比表面积增大.同时伴随ZnO产生,形成了ZnO/CN复合纳米材料,ZnO和g-C3N4 通过配位形成Zn-N共价键连接;复合催化剂中Zn-N键的形成可以显著降低单重态-三重态能级差值(ΔEST)促进系间窜越(ISC)过程,从而提高单线态氧(1O2)生成的效率,同时抑制其他ROS的产生;在光催化氧化 1,5-二羟基萘(1,5-DHN)120 min时,胡桃醌的产率可达到 70%.

Abstract

The composite nanomaterial ZnO/CN was prepared by combining zinc-layered double hydroxide(Zn-LDH)and carbon nitride(g-C3 N4).The photocatalytic performance of ZnO/CN was investigated,and its photocatalytic mechanism was analyzed.The results show that LDH layer structure appears in g-C3 N4 with the increase of Zn content after the introduction of Zn source,which increases its specific surface area.At the same time,with the generation of ZnO,ZnO/CN composite nanomaterials are formed,and ZnO and g-C3 N4 are connected by Zn-N covalent bond through coordination.The formation of Zn-N bonds in the composite catalyst significantly reduces the singlet-triplet energy level difference(ΔEST)value,promoting the intersystem crossing(ISC)process and enhancing the efficiency of singlet oxygen(1 O2)generation while inhibiting other reactive oxygen species(ROS)production.After 120 min of photocatalytic oxidation using 1,5-dihydroxynaphthalene(1,5-DHN),the yield of Juglone can be reached 70%.

关键词

单线态氧/氮化碳/过渡金属/复合材料

Key words

1 O2/g-C3 N4/transition metal/composite material

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基金项目

国家自然科学基金项目(51672309)

国家自然科学基金项目(51172285)

国家自然科学基金项目(51372277)

出版年

2024
中国石油大学学报(自然科学版)
中国石油大学

中国石油大学学报(自然科学版)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.169
ISSN:1673-5005
参考文献量3
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