钴、碳共掺杂氮化碳的制备及其光催化分解水产氢性能。 Cobalt and Carbon Co-doped Carbon Nitride for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution

Abstract

针对氮化碳可见光利用率低和在光催化过程中光生电子与空穴易于复合的缺点，通过钴、碳共掺杂提升其光催化性能。以尿素为前驱体，维生素B12(VB12)为钴源和碳源，将二者的混合物进行一步煅烧，制备钴、碳共掺杂氮化碳(CNCoC)。结果表明，钴、碳共掺杂对氮化碳的微观形貌、骨架结构和官能团都没有造成明显影响；但是增大了产物的比表面积，调节了产物的能带结构，增加了其对可见光的吸收。更重要的是，相比于单一元素碳的掺杂，钴、碳共掺杂具有协同作用，能够更有效地提升光生电子和空穴的分离和传递效率。因此，加入6 mg VB12制备的CNCoC-6的可见光光催化分解水产氢速率达到了56.1 μmol·h-1，是纯氮化碳(CN)的3.05倍；而碳掺杂氮化碳(CNC-6)的产氢速率仅为CN的2.55倍。