二维/二维FeNi-LDH/g-C3N4复合光催化剂用于促进CO2光还原反应

本研究工作使用尿素作为前驱体,通过两步煅烧法得到具有较高比表面积(97 m2·g-1)的g-C3N4纳米片.然后,通过简单的水热法将FeNi层状双氢氧化物(FeNi-LDH)助催化剂负载到g-C3N4纳米片上,从而获得基于g-C3N4的二维/二维复合光催化剂.实验表明,在二维/二维FeNi-LDH/g-C3N4复合材料上,光催化还原二氧化碳生成甲醇的产率要远高于在纯g-C3N4上获得甲醇的产率.一系列表征结果证明,FeNi-LDH/g-C3N4复合光催化剂的光吸收得到了增强,同时FeNi-LDH/g-C3N4复合光催化剂对二氧化碳的吸附能力也得到了提高.更重要的是,FeNi-LDH的引入有效地抑制了光生电子和空穴的复合,进一步提高了g-C3N4的光催化二氧化碳还原活性.此外,通过改变用于光催化性能测试的FeNi-LDH的负载量,发现FeNi-LDH的最佳负载量为4％(质量分数),对应的甲醇生产率为1.64 μmol·h-1·g-1,是纯的g-C3N4的6倍.这项研究提供了一种有效的策略,即通过负载层状铁镍双金属氢氧化物作为助催化剂来提高g-C3N4的光催化二氧化碳还原活性.