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随着时代的发展,环境问题与能源问题也变得日益严重。因此,我们急需找到一种可再生的方式获得绿色安全的能源来缓解当前严峻的局面。光催化技术通过利用可再生的光能也就是太阳能,是当前解决能源危机获得可再生能源的一种解决方案。此时,众多光催化材料中二维氮化物由于其在光电转化方面具有优异的表现逐渐引起了研究人员的兴趣。它基于其二维片层的独特形貌使其相较于块体材料,其拥有了更大的比表面积和更薄厚度的特点。这样一来一方面减少了光生载流子的传输距离,另一方面提供了更多的催化反应活性位点大大提升了光催化反应的性能。除此之外,比起传统的氧化物光催化剂,氮化物光催化剂拥有更大的光吸收范围。更大的光吸收范围意味着可利用的太阳光就越多,大大提升了太阳能的利用率。同时,近年来异质结的研究发现能大大改善光催化反应中关键的控制步骤——光生载流子的分离和迁移速率。一般来说我们通过构成异质结构,使其中一个材料受光照产生的光生载流子转移至另一材料表面,并在该材料上发生氧化还原反应。由于,被光照激发的光生载流子寿命得到延长所以减少了光生载流子严重的复合问题。此外,异质结构还可以通过窄带隙与宽带隙光催化剂的复合,让窄带隙光催化材料作为光吸收材料,将催化剂的光吸收范围拓宽最终提升光催化性能。本文基于氮化物材料将其改性,通过低维化、异质结构的构建、掺杂其他元素的方式,合成了新型的宽光谱光催化剂,用于实现光催化合成绿色能源。主要包括以下方面:一是基于黑磷-氮化钨异质结构的制备及其光催化性能的研究。本部分通过球磨法构建了球磨的2D黑磷(BP)和片层氮化钨(WN)的异质结构,用于光催化宽光谱析氢。传统的光催化剂难以实现近红外光谱下的水分解,而我们通过引入导体光催化剂WN其连续的能带结构可以克服这个难点。在不添加任何贵金属助催化剂与牺牲剂的条件下,BP-BM/WN在λ>700 nm的光辐射下氢气(H2)的析出速率为10.77μmolg-1h-1是WN的近8倍,是BPBM的近5倍。此外,通过HRTEM与光电化学实验证明了异质结的存在。同样也证明了异质结的形成提高了光生载流子的分离和转移并拓宽了光催化材料的吸收范围。为合成具有近红外光响应的无贵金属光催化剂研究提供新的研究思路。二是甲酸改性氮化碳用于光催化二氧化碳(CO2)还原的研究。本部分通过油浴法将甲酸作用于氮化碳前驱体引入氧元素,最后一步烧制得到最后的催化剂材料用于可见光还原CO2。获得的甲酸改性氮化碳样品比起纯氮化碳样品光吸收范围大大拓宽光催化还原CO2也明显增强。在可见光照射下,甲酸改性氮化碳的CO2还原产生CO的速率为1.266μmol-1h-1,是普通氮化碳的4倍左右。通过光电化学实验与荧光光谱发现经过甲酸改性,氮化碳光电转化能力增强且侧面也说明了光生载流子的寿命有延长。