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强耦合非晶多孔NbO<sub>x</sub>(OH)<sub>y</sub>/g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>异质结构复合材料用于高效光催化产氢

DOI：10.1002/slct.201903791 期刊：ChemistrySelect 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 异质结构复合材料因其能有效促进光生载流子分离的优势，成为光催化产氢领域极具前景的材料。然而界面相互作用弱及合成方法复杂等问题限制了催化剂的实际应用。本研究通过自发耦合过程制备了一种界面增强的非晶多孔NbOx(OH)y/g-C3N4异质结构复合材料。XRD、TEM、FT-IR、XPS、NH3-TPD和CO2-TPD等表征表明：NbOx(OH)y具有非晶多孔结构（比表面积205 m2/g），未配位Nb和-OH贡献了大量酸性位点（418 μmol/g）和碱性位点（184 μmol/g）。这些酸碱位点通过静电作用吸引g-C3N4表面的-NHx和C-OH形成氢键（Nb-O-H???NH2、Nb-O???H-O-C），展现出NbOx(OH)y与g-C3N4间的强电子相互作用。在可见光驱动水分解测试中，最优NbOx(OH)y/CN-0.05异质结构复合材料的产氢速率达53 μmol/g/h，约为g-C3N4（3.8 μmol/g/h）的14倍，甚至优于P25（16 μmol/g/h）。本研究为强相互作用异质复合材料的合成奠定了基础。
作者： Yuelan Zhang，Liping Li，Dong Han，Sixian Fu，Yan Liu，Bingqi Han，Min Yang，Guangshe Li
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研究概述 实验方案

研究目的

研究强耦合非晶多孔NbOx(OH)y/g-C3N4异质结构复合材料的合成及其光催化产氢性能。

研究成果

强耦合的NbOx(OH)y/g-C3N4异质结构复合材料在可见光和模拟太阳光下均表现出显著提升的光催化产氢性能，这归因于光生载流子分离效率的提高。本研究为设计具有强界面耦合效应的异质结构复合材料提供了一种简单有效的策略。

研究不足

该研究聚焦于NbOx(OH)y/g-C3N4异质结构复合材料的合成及其初始光催化性能。需进一步研究以探究其长期稳定性、工业应用的可扩展性以及在不同环境条件下的性能表现。

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