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Barium- and Phosphorus-Codoped g-C3N4 Microtubes with Efficient Photocatalytic H2 Evolution under Visible Light Irradiation
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-02-27 , DOI: 10.1021/acs.iecr.9b06707 Dan Long 1 , Wenlan Chen 1 , Shaohui Zheng 1 , Xi Rao 1 , Yongping Zhang 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-02-27 , DOI: 10.1021/acs.iecr.9b06707 Dan Long 1 , Wenlan Chen 1 , Shaohui Zheng 1 , Xi Rao 1 , Yongping Zhang 1
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Graphitic carbon nitride (CN) is a fascinating metal-free photocatalyst used to generate hydrogen utilizing solar energy directly, and its performance can be improved by tuning the electronic structure, enhancing the visible light absorbance via element doping, and increasing the surface active sites via nanostructure formation. Herein, porous Ba–P-codoped g-C3N4 microtubes (Ba–P–CN) with a large specific surface area are synthesized by calcined melamine, barium chloride, and hypophoaphoeous acid via a hydrothermal method. Ba–P-codoped g-C3N4 microtubes increase the specific surface area and visible light harvesting and narrow the band gap. Ba–P–CN exhibits enhanced photocatalytic performance, reaching H2 evolution rate up to 12.3 μmol/h under light λ > 420 nm, which is 13.2 times as high as that of CN. Experimental verification and theoretical calculation indicate that Ba and P doping increases the delocalized density of states distribution of highest occupied molecular orbitals and lowest unoccupied molecular orbitals and narrowed the band gap, and the formation of microtube structures augments the large specific surface area, in addition to improving the photocatalytic performance of g-C3N4.
中文翻译：
钡和磷掺杂的gC 3 N 4微管在可见光照射下具有高效的光催化H 2逸出
石墨碳氮化物（CN）是一种引人入胜的无金属光催化剂，用于直接利用太阳能产生氢，其性能可以通过调整电子结构，通过元素掺杂提高可见光吸收率以及通过增加表面活性位来提高。纳米结构的形成。在此，通过煅烧的三聚氰胺，氯化钡和次磷酸通过水热法合成了比表面积大的掺有Ba-P的多孔gC 3 N 4微管（Ba-P-CN）。Ba-P掺杂的gC 3 N 4微管增加了比表面积和可见光收集，并缩小了带隙。Ba–P–CN表现出增强的光催化性能，达到H 2在λ> 420 nm的光下，其最高析出速率高达12.3μmol/ h，是CN的13.2倍。实验验证和理论计算表明，Ba和P掺杂增加了最大占据分子轨道和最低未占据分子轨道的态分布的离域密度，并缩小了带隙，并且微管结构的形成还增加了大的比表面积。改善了gC 3 N 4的光催化性能。
更新日期：2020-02-28
中文翻译：
钡和磷掺杂的gC 3 N 4微管在可见光照射下具有高效的光催化H 2逸出
石墨碳氮化物（CN）是一种引人入胜的无金属光催化剂，用于直接利用太阳能产生氢，其性能可以通过调整电子结构，通过元素掺杂提高可见光吸收率以及通过增加表面活性位来提高。纳米结构的形成。在此，通过煅烧的三聚氰胺，氯化钡和次磷酸通过水热法合成了比表面积大的掺有Ba-P的多孔gC 3 N 4微管（Ba-P-CN）。Ba-P掺杂的gC 3 N 4微管增加了比表面积和可见光收集，并缩小了带隙。Ba–P–CN表现出增强的光催化性能，达到H 2在λ> 420 nm的光下，其最高析出速率高达12.3μmol/ h，是CN的13.2倍。实验验证和理论计算表明，Ba和P掺杂增加了最大占据分子轨道和最低未占据分子轨道的态分布的离域密度，并缩小了带隙，并且微管结构的形成还增加了大的比表面积。改善了gC 3 N 4的光催化性能。
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