提高納米Fe2O3光生電荷分離的復(fù)合改性及光催化性能.pdf

1、利用太陽能，結(jié)合光催化技術(shù)降解污染物和還原二氧化碳是解決環(huán)境問題和能源短缺等問題的理想方式。在眾多半導(dǎo)體光催化劑中，F(xiàn)e2O3因其穩(wěn)定性高、成本低、無毒性、環(huán)境相容性好和窄帶隙（約為2.1eV）等優(yōu)點(diǎn)，備受關(guān)注。但是，F(xiàn)e2O3的光生載流子復(fù)合機(jī)率高，光催化活性差。通常，為了提高Fe2O3的電荷分離和光催化活性，二維結(jié)構(gòu)含C的異質(zhì)體材料（如石墨烯）的復(fù)合改性是經(jīng)常采用的方法。而人們往往忽略異質(zhì)體對反應(yīng)物如O2、CO2等的吸附影響，導(dǎo)致對

2、改性的機(jī)制不清楚。為此，我們考慮提高二維結(jié)構(gòu)如石墨烯中的石墨型N的含量是非常必要的，期望通過復(fù)合改性提高Fe2O3光生電荷分離和光催化活性。在本論文中重點(diǎn)開展高石墨N量的石墨烯和更高石墨型N量的g-C3N4對Fe2O3的改性研究。
　　首先，我們利用濕化學(xué)方法對石墨烯進(jìn)行N摻雜，通過改變水熱溫度的方式調(diào)控二維結(jié)構(gòu)石墨烯中的石墨型N的含量。繼續(xù)采用濕化學(xué)法利用N摻雜石墨烯復(fù)合改性Fe2O3。通過穩(wěn)態(tài)光電壓譜和瞬態(tài)光電壓譜的測試，結(jié)果

3、表明:石墨型N作為異質(zhì)體對N摻雜石墨烯-Fe2O3復(fù)合材料表面的電子分離和轉(zhuǎn)移起重要作用，同時通過程序升溫脫附測試也表明石墨型N對O2和CO2吸附作用很強(qiáng)，可以有效的捕獲電子，延長Fe2O3光生載流子的壽命。因此提高了Fe2O3光催化活性。
　　其次，N摻雜的石墨烯所含石墨型N量還是有限的，為進(jìn)一步提高石墨型N的含量，我們想到了石墨型氮化碳(g-C3N4)。g-C3N4是一種新型光催化半導(dǎo)體材料，主要由石墨型N組成。我們先利用N摻