Page 112 - 《精细化工》2020年第11期

·2258· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

2
由图 2a 可知，CN 的吸收边界约为 460 nm，而 C—NH 2 键以及芳香环中 sp 杂化的 N—C==N 中 C
K-CN-0.06 吸收边界出现了明显红移现象，大约红 的结合状态。从图 4c 可以看到，N 1s 图谱中可分成
移了 20 nm，增大了可见光的吸收范围，这说明 K + 4 个峰，分别位于 397.9、399.5、400.5 和 403.8 eV，
2
掺杂提高了 g-C 3 N 4 的吸光能力，并且 AC/K-CN 对 它们分别归属于三嗪环上 sp 杂化的 N、N—(C) 3 的
可见光吸收范围也扩大了。另外，根据 Kubellka- 叔 N、自由的氨基（C—NH）和 π 电子激发态中 N
Munk 公式作出 K-CN-0.06 和 CN 的能带图，如图 的结合状态 [24] 。图 4e 中 531.1 eV 处的 O 1s 峰可能
2b 所示。由图 2b 可知，从能带图切线的截距得出 是吸收了 H 2 O 和 CO 2 。由图 4d 可见，K 2p 有 292.0
K-CN-0.06、AC/K-CN 和 CN 的禁带宽度（E g ）分 和 294.7 eV 两个峰，证明 K 元素存在于样品中。
+
别为 2.58、2.60 和 2.70 eV，说明 K 掺杂能够影响
g-C 3 N 4 光学性质，改变 g-C 3 N 4 的导带和价带位置，
降低了 g-C 3 N 4 的 E g ，AC/K-CN 中的 AC 具有很好
的电子传输性，将电子转移，有效提高了电子-空穴
分离率，进而提高了其光催化能力。
2.1.3 FTIR 分析
图 3 是 CN、AC、K-CN-0.06 及 AC/K-CN 的
FTIR 谱图。

图 3 CN、AC、K-CN-0.06 与 AC/K-CN 的 FTIR 谱图
Fig. 3 FTIR spectra of CN, AC, K-CN-0.06 and AC/K-CN

从图 3 可见，CN 主要有 3 个强的吸收带，位于
–1
–1
3160、1200~1640 和 808 cm 处，3160 cm 的宽吸
收带归属于氢键的振动吸收峰，是 g-C 3 N 4 未完全缩
聚的—NH 和—NH 2 的伸缩振动吸收峰；在 1238、
–1
1317、1407、1459、1571、1580 和 1636 cm 处归
属于芳香型碳氮杂环结构中 C—N 和 C==N 的伸缩
–1
振动吸收峰；而 808 cm 处是 g-C 3 N 4 三嗪结构的特
征峰 [23] ，这也说明了 g-C 3 N 4 的基本结构单元是三嗪
结构。CN 与 K-CN-0.06 的特征峰基本一致，说明
+
K 掺杂并没有改变 g-C 3 N 4 的骨架。AC/K-CN 的谱
+
图中明显可以观察到 K 掺杂后 CN 的特征峰，说明
在催化剂的复合过程中，K-CN-0.06 的化学结构并没
有改变，证明 K-CN-0.06 负载到了 AC 上。
2.1.4 XPS 分析
图 4 是 K-CN-0.06 的 XPS 谱图。从图 4a 可知，
K-CN-0.06 表面含有 C、N、K、O 4 种元素。C 1s
的分峰拟合（图 4b）可以得到 3 个峰，283.8、285.9
和 287.4 eV 分别归属于类石墨结构中的 C—C 键、