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第 7 期 张 洁，等: CDs/ZnO/g-C 3 N 4 三元组分协同作用促进光催化降解染料 ·1443·

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结构中碳原子的 sp ，分别以 288.1 eV 为中心的吸 特征峰有所减弱，这表明 g-C 3 N 4 与 ZnO 和 CDs 并
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[5]
收峰可归因于 N-〔C-(N) 3 〕中碳原子的 sp 杂化 [20] 。 非简单的物理混合，而是形成紧密的异质结结构 。
ZnO/g-C 3 N 4 复合材料 N 1s 图谱（图 3g）中可 2.5 紫外-可见漫反射吸收光谱
分为 398.5 、 400.2 和 404.2 eV 3 个特征峰 。 采用紫外可见漫反射（UV-Vis DRS）对 g-C 3 N 4 、
CDs/ZnO/g-C 3 N 4 复合材料 N 1s 图谱（图 3h）中存在 ZnO、ZnO/g-C 3N 4、CDs/ZnO/g-C 3N 4 进行光学性质表
398.2、399.1、400.4 和 404.4 eV 4 个特征峰。分别以 征，结果如图 5 所示。
398.5、400.2 和 398.2、399.1 eV 为中心的特征峰归
2
因于 sp 杂化的 N 原子（C==N—C），而分别以 404.2
和 400.4 eV 为中心的特征峰归因于与 N 结合的 3 个
原子〔C—N(—C)—C〕〔C—N(H)—C〕中 N 的 sp 2
杂化 [19] 。与 ZnO/g-C 3 N 4 的图谱相比，CDs/ZnO/g-C 3N 4
复合材料发生蓝移，表明 CDs 与 ZnO 和 g-C 3N 4 之间
存在一定的相互作用 [21] 。
2.4 化学组分分析
采用傅立叶变换红外光谱对 g-C 3 N 4 、ZnO、ZnO/
g-C 3 N 4 、CDs/ZnO/g-C 3 N 4 进行化学结构分析，结果
如图 4 所示。 图 5 g-C 3 N 4 (a)、ZnO (b)、ZnO/g-C 3 N 4 (c)、CDs/ZnO/g-C 3 N 4
(d)紫外漫反射图谱
Fig. 5 UV-Vis DRS spectra of g-C 3 N 4 (a), ZnO (b), ZnO/
g-C 3 N 4 (c) and CDs/ZnO/g-C 3 N 4 (d)

由图 5 可知，纯 ZnO 的基本吸收边缘为 390 nm，
位于紫外区的可见光响应。g-C 3 N 4 在 460 nm 处显示
出固有的吸收边缘。与 g-C 3 N 4 相比，ZnO/g-C 3 N 4
复合材料显示出相同的吸收边缘，将 ZnO 引入
g-C 3 N 4 后，使 ZnO/g-C 3 N 4 复合材料具有可见光响

应。此外，当 CDs 均匀地沉积在 CDs/ ZnO/g-C 3 N 4
的表面上时，CDs/ZnO/g-C 3 N 4 在 460~700 nm 内呈

图 4 g-C 3 N 4 (a)、ZnO(b)、ZnO/g-C 3 N 4 (c)、CDs/ZnO/g-C 3 N 4 现出更高的可见光吸收，这表明 CDs 在吸收太阳光
(d)的 FTIR 谱 中起重要作用。
Fig. 4 FTIR spectra of g-C 3 N 4 (a), ZnO (b), ZnO/g-C 3 N 4 (c) 1/2
and CDs/ZnO/g-C 3 N 4 (d) 根据 Kubelka-Munk 方程计算得到(αhυ) -hυ 的
关系曲线：
图 4a 中，g-C 3 N 4 在 813 cm −1 的吸收峰对应于 ( αhυ) =A(hυ−E g ) （1）
1/2
–1
三嗪环的环内振动峰；1639 cm 处的吸收峰归因于 式中：α 为吸收系数，L/(molcm)；h 为普朗克常数，
–1
C==N 伸缩振动峰；1258~1480 cm 处的吸收峰来源 h = 6.63×10 −34 Js；υ 为光频率，υ = 3×10 m/s；A 为
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于芳香族 C—N 伸缩振动；在 3000~3500 cm −1 上的
催化剂有关常数；E g 为禁带能量，eV。
吸收峰是由于 N—H 的伸缩振动，说明三聚氰胺在
合成 g-C 3 N 4 的过程中缩合不完全，仍然有少量的
–1
—NH 2 基团。图 4b 中，ZnO 在 503 cm 存在一个较
宽的吸收峰，对应于 Zn—O 的伸缩振动，在 1623
–1
和 3344 cm 的吸收峰对应于 O—H 的伸缩振动峰，
其形成原因是在常温大气中金属氧化物表面有水吸
附，这些水大都发生解离成为吸附羟基。图 4c 是 ZnO/
g-C 3 N 4 的 FTIR 图谱，显示了 g-C 3 N 4 的主要特征峰，
还显示了 ZnO 的特征峰。表明 ZnO/g-C 3 N 4 复合材

料制备成功。对于 ZnO/g-C 3 N 4 和 CDs/ZnO/g-C 3 N 4
样品，可以发现 ZnO 和 g-C 3 N 4 的主要伸缩振动带， 图 6 g-C 3 N 4 、ZnO、ZnO/g-C 3 N 4 、CDs/ZnO/g-C 3 N 4 的
1/2
(αhv) -hv 图
ZnO/g-C 3 N 4 和 CDs/ZnO/g-C 3 N 4 样品 的吸收峰与 Fig. 6 (αhv) -hv spectra of g-C 3 N 4 , ZnO, ZnO/g-C 3 N 4
1/2
–1
g-C 3 N 4 基本保持一致，但 1000~ 1600 cm 处的碳氮 and CDs/ZnO/g-C 3 N 4