日期：
2023-03-30 14:09:42
来源：顶刊动态收集 编辑：PDR
石墨相氮化碳（g-C3 N4 ）因其无毒性、显著的物理化学稳定性和可见光响应而受到广泛关注，但原始的g-C3 N4 受到快速光生载流子复合和不利的比表面积的影响，严重限制了其催化性能。 基于此，齐齐哈尔大学李金龙教授、郭东轩教授和隋国哲副教授（共同通讯作者）等人 报道了通过在一步煅烧制备的3D双层多孔管状g-C3 N4 （TCN）上组装无定形Cu-FeOOH簇，将0D/3D Cu-FeOOH/TCN复合材料作为非均相Fenton光催化剂。 其中，Cu-FeOOH/TCN复合材料在光Fenton反应系统中对甲基橙（MO）（40 mg L−1 ）的去除效率高达97.8%，矿化率为85.5%，一级速率常数k =0.0507 min−1 ，高于FeOOH/TCN（k =0.0047 min−1 ）和TCN（k =0.0024 min−1 ）。 作者利用DFT计算分别研究了2-Cu-FeOOH/TCN和FeOOH/TCN中H2 O2 在Cu和Fe位点上的吸附能。吸附能越负，对H2 O2 的吸附能力越强。2-Cu-FeOOH/TCN上H2 O2 在Fe位点上的吸附能低于FeOOH/TCN，表明Cu的引入可以增强H2 O2 的吸附能力。 因此，快速光生电荷分离、定向电子转移和H2 O2 的强吸附等多重协同作用有助于催化活性的增强。 此外，作者提出了MO在Cu-FeOOH/TCN光-Fenton体系中可能的降解机理，首先，TCN在可见光照射下产生电子和空穴，光电子迅速向Cu-FeOOH团簇转移，参与了Fe3+ →Fe2+ 和Cu2+ →Cu+ 的转换过程，有效抑制了光生电子-空穴复合。 同时，Fe3+ /Fe2+ 和Cu2+ /Cu+ 对的存在可以从H2 O2 中提供大量的羟基自由基（•OH），有助于MO的降解和矿化。需注意，Cu2+ /Cu+ 不仅作为生成•OH的反应位点，而且有效地增强了Fe3+ /Fe2+ 循环，维持了体系中充足的Fe2+ ，从而促进了MO降解快速生成高活性•OH。 Double-Shelled Porous g-C3 N4 Nanotubes Modified with Amorphous Cu-Doped FeOOH Nanoclusters as 0D/3D Non-Homogeneous Photo-Fenton Catalysts for Effective Removal of Organic Dyes. Small, 2023 , DOI: 10.1002/smll.202208232. https://doi.org/10.1002/smll.202208232. 【做计算 找华算】 华算科技专注DFT代算服务、正版商业软件版权、全职海归计算团队，10000+成功案例！计算内容涉及材料结构、掺杂、缺陷、表面能、吸附能、能带、PDOS、反应路径、OER、HER、ORR、CO2RR、NRR、自由能台阶图、火山理论、d带中心、电位、容量、电导率、离子扩散、过渡态+AIMD、HOMO/LUMO、电池材料、电解液、异质结、半导体等。 添加下方微信好友，立即咨询（电话/微信：13129551561 ）：