石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种具有二维层状结构的有机聚合物半导体,由于其具有合适的带隙宽度(约2.7 eV),高的导带电势(约−0.95 eV)及丰富廉价的组成元素(C和N),被认为是一类极具应用潜力的光解水制氢催化剂候选材料。然而,单一g-C3N4的可见光吸收性能差、光生载流子的迁移率低、分离效果差,这导致其产氢速率低下,严重制约了其在光催化领域的应用。
有鉴于此,材料学院李镇江教授团队采用简单、快速、无溶剂、大规模的高能球磨工艺成功地将P元素掺杂进g-C3N4中,并进一步将其与MoP复合,构建异质结,所制备的新型P掺杂g-C3N4/MoP非贵金属光催化剂表现出优异的分解水制氢性能,产氢速率达4917.83 μmol·g−1·h−1,且经长时间连续多次重复使用后仍保持良好的活性。相关成果以“High-energy ball-milling constructing P-doped g-C3N4/MoP heterojunction with Mo−N bond bridged interface and Schottky barrier for enhanced photocatalytic H2evolution”为题,以262net必赢为唯一通讯单位,发表在国际顶级催化期刊《Applied Catalysis B: Environmental》(《应用催化B:环境》)(影响因子:19.503)上。
图1.P掺杂g-C3N4/MoP异质结光催化剂的合成路线示意图
该研究得到了国家自然科学基金、泰山学者计划及山东省自然科学基金重大基础等项目的资助。材料学院2020级博士研究生王学花为第一作者,李镇江教授及化学院孟阿兰教授为共同通讯作者。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120933a