TiO2/g-C3N4复合物的制备及其光催化性能

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徐赞， 于薛刚*， 张宪明， 陈克正

(青岛科技大学 材料科学与工程学院，山东 青岛 266042）

摘要： 通过简单的水热法在石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片层上原位生成TiO2纳米颗粒。制备出的TiO2/g-C3N4纳米复合材料在可见光照射下光催化活性显著高于纯g-C3N4。当TiO2负载量为30%(质量分数)时，反应40 min即可降解97%的罗丹明B（RhB）。光生电子在TiO2和g-C3N4界面间的传输使得光生载流子分离，光催化性能提高。提出TiO2/g-C3N4复合材料在可见光照射条件下的光催化机理并通过实验进行了验证。结果表明，TiO2/g-C3N4反应体系中起氧化作用的是空穴（h+）和超氧自由基（·O-2）。

关键词： 二氧化钛； 石墨相氮化碳； 可见光； 光催化

中图分类号：  O 643文献标志码： A

引用格式：徐赞， 于薛刚， 张宪明， 等. TiO2/g-C3N4复合物的制备及其光催化性能\[J\]. 青岛科技大学学报（自然科学版）， 2017， 38（6）： 50-55.

XU Zan, YU Xuegang, ZHANG Xianming, et al. Synthesis of TiO2/g-C3N4 composites with excellent visible-light driven photocatalytic performance\[J\]. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition), 2017, 38(6)： 50-55.

Synthesis of TiO2/g-C3N4 Composites with Excellent Visible-light

Driven Photocatalytic Performance

XU Zan, YU Xuegang, ZHANG Xianming, CHEN Kezheng

(College of Materials Science and Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China)

Abstract: Well dispersed TiO2 nanoparticles were successfully grown in-situ on graphitic carbon nitride (g-C3N4) nanosheets through a facile hydrothermal method. The resultant TiO2/g-C3N4 nanocomposites exhibit remarkably higher photocatalytic efficiency under visible-light irradiation as compared to pure g-C3N4. The optimal composite with 30% TiO2 demonstrates higher photocatalytic activity, which can degrade 97% Rhodamine B (RhB) after reaction for 40 min. The enhanced photocatalytic activity induced by the in-situ grown TiO2 nanoparticles is attributed to the interfacial transfer of photogenerated electrons between g-C3N4 and TiO2, which leads to effective charge separation of g-C3N4. The photocatalytic mechanism for the TiO2/g-C3N4 composites under visiblelight is tentatively proposed, and validated through the experiment. The corresponding research indicates that the free radicals of h+ and ·O-2 are the major reactive species in the TiO2/g-C3N4 reaction system.

Key words: TiO2; g-C3N4; visible-light; photocatalysis

收稿日期：    2016-08-19

基金项目： 山东省自然科学基金项目（ZR2012EMQ001）；青岛市基础研究计划项目（13-1-4-205-jch）；全国大学生创新创业训练项目（201510426010）；山东省高等学校优秀中青年骨干教师国际合作培养计划经费资助项目（2016）.

作者简介： 徐赞（1991—），男，硕士研究生.*通信联系人.

文章编号： 1672-6987（2017）06-0050-06； DOI： 10.16351/j.1672-6987.2017.06.008