4-npの可視光駆動型光分解の強化のためにZnin2S4のエネルギー帯域構造を調節するための構造デュアル空室

可視光応答を持つ固有の光触媒のほとんどは、バンド構造の制限により、1つのアクティブラジカルのみを生成できます。この作業では、Zn空孔とS空孔（VZN+S-ZNIN2S4）を備えたZnin2S4が初めて準備されました。予想どおり、VZN+S-Znin2S4は、可視光の下で4-ニトロフェノール（4-np）分解に対して顕著な光触媒性能を示し、見かけの速度定数は幼いZnin2S4の約11倍です。二重空孔の構築により、Znin2S4のエネルギー帯域構造を調節することができ、それを生成できるようにします。一方、デュアル空室システムは、キャリアの分離効率を非常に改善することもできます。Zn空孔とS空室は、光発生穴と光発生電子をそれぞれ捉えることができることに注意してください。これは、光発生したキャリアがラジカル生成反応に参加するのに有益です。さらに、HPLC-MS分析に基づいて、可能な4-NP分解経路が提案されました。この研究は、廃水中の汚染物質の光​​分解のために光触媒を構築する新しい方法を提供します。

Most of the intrinsic photocatalysts with visible light response can only generate one active radical due to the limitation of their band structures, which is immediate cause limiting their photocatalytic degradation performance. In this work, ZnIn2S4 with Zn vacancy and S vacancy (VZn+S-ZnIn2S4) was prepared for the first time. As expected, the VZn+S-ZnIn2S4 exhibits remarkable photocatalytic performance for 4-Nitrophenol (4-NP) degradation under visible light and the apparent rate constant is about 11 times that of pristine ZnIn2S4. The construction of dual vacancies can regulate the energy band structure of the ZnIn2S4, enabling it to generate •OH and •O2- simultaneously. Meanwhile, dual vacancies system can also extremely improve the separation efficiency of carriers. It is worth noting that Zn vacancy and S vacancy can capture photogenerated holes and photogenerated electrons, respectively, which is beneficial for photogenerated carriers to participate in radical generation reactions. In addition, a possible 4-NP degradation pathway was proposed based on HPLC-MS analysis. This work provides a new way to construct photocatalysts for photodegradation of pollutants in wastewater.