碳量子点掺杂对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光阳极性能的影响OA

为提高光催化燃料电池的光催化性能,通过原位合成水热法,在氟掺杂的二氧化锡导电玻璃(FTO)上将碳量子点(CQDs)引入到g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)纳米棒复合体系中,制备CQDS/g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光阳极,并与Cu_(2)O构建了模拟太阳光响应的光催化燃料电池,分析了碳量子点(CQDs)加入对光阳极带隙结构、光电性能及降解性能的影响。结果表明:当CQDs与TiO_(2)的质量比达到3∶100时,CQDS/g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光阳极的光催化性能最优;与未加入碳量子点时相比,瞬时光电流达84.72μA,提升了45%,电流密度达到18.59μA/cm^(2),提高了63%,30 min内对盐酸四环素(TC 20 mg/L)的降解效率提高至35.22%,提升了10%,可见光吸收范围从397.53 nm扩大到419.56 nm;加入CQDs大大降低了半导体内部的光生电子-空穴的复合率,体系中的活性氧化物种由仅存在光生空穴(h^(+))转变为同时包含空穴(h^(+))、超氧阴离子自由基(·O_(2)^(-))与羟基自由基(·OH)3类活性组分,提高了对污染物的降解效率。