view in publisher's site

Highly efficient Z-scheme g-C3N4/ZnO photocatalysts constructed by co-melting-recrystallizing mixed precursors for wastewater treatment

Due to the powerful functions of photocatalytic technology in degrading organic pollutants by using sunlight, the development of photocatalytic materials with visible light response has received great attention in order to meet the requirements of energy saving and emission reduction. Herein, we synthesize a new type of composite photocatalyst composed of graphite-like C3N4 and ZnO by co-melting-recrystallizing the precursors of two pure catalysts at 600 °C under air atmosphere. The composites present an enhanced photocatalytic activity under visible light irradiation, the kinetic constant of Methyl Orange (MO) degradation with g-C3N4/ZnO is 2.89 and 8.23 times those of the pure g-C3N4 and ZnO, respectively. Moreover, the high stability of the photocatalyst was reflected in the photodegradation of MO. The ZnO was successfully incorporated into the lattice of g-C3N4, and a Zn–N bond was formed, which resulted in an enhanced charge transfer efficiency in composites. Therefore, the low separation efficiency of photogenerated electrons–hole pairs existed in a single catalyst was well solved after g-C3N4 was combined with ZnO. The adjustment of raw material ratio shows great influence on the photocatalytic activity, and the optimum synergetic effect of the composite catalyst was found at a weight ratio of 1/30 of ZnO precursor to g-C3N4 precursor. We concluded that the photocatalytic system formed by g-C3N4 and ZnO should be the Z-scheme heterojunction with an improved transfer efficiency of photogenerated electron–hole pairs and strong redox capacity, which can be confirmed by radical trapping experiments, DMPO-ESR technique and valence band XPS spectra measurements.

scheme Z / C Highly Subscript - ۳ < / Subscript > N ۴ < / Subscript > / ZnO photocatalysts که با ترکیب مواد اولیه مخلوط آب برای تصفیه فاضلاب ساخته شده‌اند.

با توجه به عملکرد قدرتمند تکنولوژی فتوکاتالیتیک در کاهش آلاینده‌های آلی با استفاده از نور خورشید، توسعه مواد فتوکاتالیتیک با واکنش نور مریی به منظور برآورده کردن الزامات صرفه‌جویی در انرژی و کاهش انتشار توجه زیادی را به خود جلب کرده‌است. در اینجا، ما یک نوع جدیدی از photocatalyst ترکیبی متشکل از C۳N۴ های گرافیت مانند C۳N۴ و ZnO را با ذوب شدن مواد اولیه دو کاتالیست خالص در ۶۰۰ درجه سانتی گراد تحت اتمسفر هوا، ترکیب می‌کنیم. کامپوزیت ها فعالیت فتوکاتالیتیک بالا را تحت تابش نور مریی نشان دادند، ثابت سینتیک تخریب Methyl نارنجی (MO)با g - C۳N۴ / ZnO به ترتیب ۲.۸۹ و ۸.۲۳ برابر نمونه‌های خالص g و ZnO می‌باشد. علاوه بر این، پایداری بالای of در the MO منعکس شد. ZnO با موفقیت در شبکه of - C۳N۴ ترکیب شد و پیوند با N - N تشکیل شد که منجر به افزایش کارایی انتقال بار در کامپوزیتها شد. بنابراین، کارآیی جداسازی کم الکترون‌های photogenerated - حفره موجود در یک کاتالیزور منفرد، بعد از ترکیب g - C۳N۴ با ZnO، به خوبی حل شد. تعدیل نسبت مواد خام تاثیر زیادی بر روی فعالیت فتوکاتالیتیک نشان داد، و اثر هم synergetic کاتالیست مرکب با نسبت وزنی ۱ / ۳۰ از precursor ZnO به عنوان پری کورسور C۳N۴، یافت شد. ما نتیجه گرفتیم که سیستم فتوکاتالیتیک شکل‌گرفته توسط g - C۳N۴ و ZnO باید با کارایی انتقال بهبود یافته جفت حفره الکترونی و ظرفیت redox قوی heterojunction، که می‌تواند با آزمایش‌ها به دام گذاری رادیکال، تکنیک DMPO - ESR و اندازه‌گیری‌های طیف‌های XPS باند valence تایید شود.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.