编号：FTJS107744
篇名： 石墨相氮化碳基光催化剂的制备及合成氨的研究
作者： 温福山1,2；黄晓栗1,2
关键词： 光催化合成氨; g-C3N4; 1T MoS2; 助催化剂;
机构：1.中国石油大学(华东)材料科学与工程学院2.山东省青岛市山东省智能能源材料重点实验室
摘要： 氨（NH3）在全球农业和工业应用中被大量使用。同时,在清洁能源和缓解当前能源危机方面也具有广阔的前景。在光照条件下,可以通过光催化剂,利用N2和H2O合成NH3。但是目前该类光催化剂仍然存在光能利用率低、载流子复合严重和N2的吸附与活化效果差等问题。针对这些问题,我们以石墨相氮化碳（g-C3N4）作为基础材料,通过形貌调控和引入助催化剂的方式对其进行了优化,提高了光催化合成氨的效率。首先,对石墨相氮化碳的形貌进行调控,得到了具有空心珊瑚状结构的氮化碳（CCN）。之后,引入MoS2作为CCN的共催化剂,优化了CCN对于N2的吸附能力。对比了2H MoS2与1T MoS2作为共催化剂时,对光催化活性的影响。当MoS2负载到CCN的表面时,MoS2表面的电子密度会变大,有利于N2在MoS2表面的还原。在反应过程中,CCN上生成的光电子经由Mo-N键向转移到1T MoS2表面将N2还原。经研究发现,负载质量分数为5%的1T MoS2的CCN改性催化剂（5%1T MoS2@CCN）具有最佳光催化活性,在无牺牲剂的条件下达到了113.81μmol g-1 h-1的NH3生成速率,分别是g-C3N4、CCN和5%2H MoS2@CCN的11.2、5.1和1.6倍。在五次循环稳定性测试后保持了87.93%的初始光催化活性,稳定性较好。