本研究制备了一系列Bi2O2CO3/g-C3N4@PAN纳米纤维以评估其光催化制氢活性。XRD、SEM、TEM、元素映射和XRS结果证实了它们的物相、微观结构和组成。通过紫外-可见漫反射和发射光谱、光电流响应以及LSV曲线揭示了其光物理和光化学性质。在模拟太阳光照射下,通过光催化制氢和循环实验对其活性和稳定性进行了评估。结果表明,Bi2O2CO3和g-C3N4异质结的形成有利于光生电子和空穴的分离,从而提高了光催化制氢过程的活性。
图1.制备的光催化剂的XRD图谱
图2.纯PAN纤维的SEM(A)和TEM(B)图像;CB/CN@PAN-3纤维的SEM(C,E)、TEM(D)和元素映射(F,G,H,I)图像
图3.CB/CN@PAN-3、CB/CN-3、CB@PAN和CN@PAN的XRS扫描光谱(A);Bi4f(B)、C1s(C)和N1s(D)的高分辨率XPS光谱
图4.制备的光催化剂的UV-vis DRS光谱(A)、发射光谱(B)和光电流响应(C)
图5.带隙能级示意图及协同作用机理
图6.制备的光催化剂的LSV曲线(A);循环试验前后CB/CN@PAN-3的LSV曲线(B);CB/CN@PAN-3在20mA/cm2下的时间相关性电流密度曲线(C)
图7.制备的光催化剂在240分钟内的产氢量(A)和平均产氢率(B)
图8.CB/CN@PAN-3光催化剂的光催化产氢循环测试(A)以及循环测试前后的XRD图谱(B)