C-Oブリッジ化CEO2/G-C3N4 S-Schemeヘテロ接合の構築メチルオレンジ色の光分解：実験的および理論計算

その実現可能性、2つのN型半導体間の界面電荷移動の光放電の効率、および有効性により、ヘテロ接合光触媒の構築は、光触媒特性を強化する効果的な方法として特定されています。この研究では、C-O橋渡しCEO2/G-C3N4（CCN）ステップシェーム（S-シェーム）ヘテロ接合光触媒が正常に構築されました。目に見える光照射の下で、CCNヘテロ接合はメチルオレンジの光触媒分解効率を示しました。メチルオレンジの効率は、それぞれ原始CEO2およびCNのそれよりも約4.5および1.5倍高かった。DFT計算、XPS、およびFTIR分析により、C-O連鎖の形成が実証されました。また、作業関数の計算により、フェルミレベルの違いにより、電子がG-C3N4からCEO2に流れることが明らかになり、その結果、内部電界が生成されました。C-O結合と内部電界の恩恵を受けると、G-C3N4の原子価帯域とCEO2の伝導帯から光誘導電子の光誘導穴は、G-C3N4の伝導帯に高い酸化還元電位を持つ電子を残しながら、可視光照射にさらされると再結合されます。このコラボレーションは、光生成された電子穴ペアの分離と伝達速度を加速し、スーパーオキシドラジカルの生成（•O2-）の生成を促進し、光触媒活性を改善しました。

Owing to its feasibility, efficiency in light-harvesting and effectiveness in the interfacial charge transfer between two n-type semiconductors, constructing heterojunction photocatalysts have been identified as an effective way for enhancing the photocatalytic properties. In this research, a C-O bridged CeO2/g-C3N4 (cCN) Step-scheme (S-scheme) heterojunction photocatalyst was constructed successfully. Under visible light irradiation, the cCN heterojunction exhibited the photocatalytic degradation efficiency of methyl orange, which was about 4.5 and 1.5 times higher than that of pristine CeO2 and CN, respectively. The DFT calculations, XPS and FTIR analyses demonstrated the formation of C-O linkages. And the calculations of work functions revealed the electrons would flow from g-C3N4 to CeO2 due to the difference in Fermi levels, resulting in the production of internal electric fields. Benefiting from the C-O bond and internal electric field, the photo-induced holes in the valence band of g-C3N4 and the photo-induced electrons from conduction band of CeO2 would be recombined when exposed to visible light irradiation, while leaving the electrons with higher redox potential in the conduction band of g-C3N4. This collaboration accelerated the separation and transfer rate of photo-generated electron-hole pairs, which promoted the generation of superoxide radical (•O2-) and improved the photocatalytic activity.