MoSx/TiO2/g-C3N4复合光催化剂的制备与性能提升

"MoSx/TiO2/g-C3N4复合材料的制备及其光催化产氢性能，本文详细探讨了一种新型的纳米光催化材料——MoSx/TiO2/g-C3N4三元复合物的合成方法与光催化产氢效率。该研究由陆昊和杜富滢等人在武汉大学进行，通过半导体复合和助催化剂负载策略，提高了g-C3N4的光催化性能。" 本文主要关注的是光催化领域的研究，特别是对于提高石墨化氮化碳(g-C3N4)光催化产氢性能的技术。g-C3N4因其独特的类石墨烯结构、良好的热稳定性和化学稳定性以及适宜的禁带宽度，被认为是一种极具潜力的光催化材料。然而，由于g-C3N4的光生电子-空穴对复合速率较快，导致其产氢效率不高，限制了其在光解水制氢中的实际应用。 为了解决这个问题，研究者们采取了两步法策略。首先，他们用水热法制备了TiO2/g-C3N4异质结，这种异质结可以促进光生载流子的有效分离，从而减少复合，提高光催化效率。接着，通过光化学还原法在上述异质结上沉积MoSx，形成了MoSx/TiO2/g-C3N4三元复合光催化剂。MoSx作为一种助催化剂，能够进一步提升材料的光催化活性。 实验结果表明，通过这种方法成功合成了MoSx/TiO2/g-C3N4复合材料，且其光催化产氢速率显著提高。当g-C3N4与TiO2的质量比为3:2，MoSx的负载量为1wt%时，光催化材料的产氢速率最高，达到81.74μmol/(h·g)，这在可见光照射下尤为明显。这一发现证明了通过TiO2与g-C3N4形成异质结并结合MoSx是改善g-C3N4光催化性能的有效途径，对于开发新型高效g-C3N4基光催化材料具有重要的理论和实践指导意义。 关键词涵盖了复合材料、g-C3N4、TiO2、MoSx以及光催化产氢，这表明本研究的核心在于通过材料设计和合成策略提升光催化性能，以实现更高效的光解水制氢过程。这项工作不仅对光催化领域的基础研究有贡献，也为未来开发更先进的光催化剂提供了新的思路和技术路线。