Abstract Highly mesoporous AgIO4/g-C3N4 heterojunctions were synthesized by sonochemical route for exceptional photocatalytic degradation of fluorescein dye (FLU) and hydrogen production. AgIO4 nanoparticles are deposited on the corners and edges of the wrinkled sheets of g-C3N4. Mass ratio of AgIO4 acted a pivotal part in enhancing the photocatalytic reactivity. Due to the small difference between the valence band potential of g-C3N4 (EVB = +1.4 eV) and conduction band potential of AgIO4 (ECB = +1.08 eV), a perfect direct Z-scheme mechanism is constructed. Noticeably, the removal of fluorescein dye reach 98% and the rate of hydrogen produced is 23 mmolh−1 g−1. Taking the benefits of matching the band energy structure, AgIO4/g-C3N4 heterojunction enhances the recombination of the useless positive hole and electron in the inferior valence and conduction band of g-C3N4 and AgIO4, respectively through Z-scheme aspects. However, the holes and electrons in the higher valence and conduction band are preserved with strong oxidation and reduction power. This Z-scheme mechanism not only enhances the quantum efficiency of charge separation, but also, increase the oxidative and reductive power of the charge carrier. Positive holes and the superoxide radicals are the main reactive species confirmed the Z-scheme mechanism. This research work give a hot spot in synthesis of low cost novel photocatalyst for hydrogen production and wastewater treatment.

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构建新型直接 Z 型 AgIO4-g-C3N4 异质结用于光催化制氢和光降解荧光素染料

摘要 通过声化学途径合成了高介孔 AgIO4/g-C3N4 异质结，用于荧光素染料 (FLU) 的出色光催化降解和制氢。AgIO4 纳米颗粒沉积在 g-C3N4 褶皱片的角落和边缘。AgIO4 的质量比是提高光催化反应活性的关键部分。由于 g-C3N4 的价带电位 (EVB = +1.4 eV) 和 AgIO4 的导带电位 (ECB = +1.08 eV) 之间的差异很小，因此构建了完美的直接 Z 型机制。值得注意的是，荧光素染料的去除率达到 98%，产氢率为 23 mmolh-1 g-1。利用匹配能带能量结构的好处，AgIO4/g-C3N4异质结分别通过Z-scheme方面增强了g-C3N4和AgIO4的劣价带和导带中无用的正空穴和电子的复合。然而，较高价带和导带中的空穴和电子被保留下来，具有很强的氧化和还原能力。这种Z-scheme机制不仅提高了电荷分离的量子效率，而且还增加了电荷载流子的氧化和还原能力。空穴和超氧自由基是主要的反应物种，证实了 Z 型机制。该研究工作为合成用于制氢和废水处理的低成本新型光催化剂提供了一个热点。高价带和导带中的空穴和电子被保留下来，具有很强的氧化和还原能力。这种Z-scheme机制不仅提高了电荷分离的量子效率，而且还增加了电荷载流子的氧化和还原能力。空穴和超氧自由基是主要的反应物种，证实了 Z 型机制。该研究工作为合成用于制氢和废水处理的低成本新型光催化剂提供了一个热点。高价带和导带中的空穴和电子被保留下来，具有很强的氧化和还原能力。这种Z-scheme机制不仅提高了电荷分离的量子效率，而且增加了电荷载流子的氧化和还原能力。空穴和超氧自由基是主要的反应物种，证实了 Z 型机制。该研究工作为合成用于制氢和废水处理的低成本新型光催化剂提供了一个热点。空穴和超氧自由基是主要的反应物种，证实了 Z 型机制。该研究工作为合成用于制氢和废水处理的低成本新型光催化剂提供了一个热点。空穴和超氧自由基是主要的反应物种，证实了 Z 型机制。该研究工作为合成用于制氢和废水处理的低成本新型光催化剂提供了一个热点。