Page 83 - 《精细化工》2023年第9期
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第 9 期 张直峰，等: 超薄氧掺杂 g-C 3 N 4 纳米片的制备及其光催化性能 ·1931·
结果。由图 5d 可知，超薄氧掺杂 g-C 3 N 4 纳米片比
原始 g-C 3 N 4 具有更小的 EIS 曲线圆弧半径，表明超
薄氧掺杂 g-C 3 N 4 电子-空穴具有更高的分离效率。图
5e 为通过光电流响应测试结果图。从图 5e 可知，与
原始 g-C 3 N 4 相比，超薄氧掺杂 g-C 3 N 4 纳米片的光电
流密度明显增加，表明可产生更多的光生载流子，提
高了光生载流子的传输效率。PL 光谱分析可用于表
征光生电子-空穴对的复合率。从 PL 光谱分析结果可
知（图 5f），相比于原始 g-C 3N 4，超薄氧掺杂 g-C 3N 4
纳米片的光致发光强度明显降低，表明光生电子-空
穴对能更好地分离，降低了电子-空穴复合率 [34] 。
图 5 原始 g-C 3 N 4 与超薄氧掺杂 g-C 3 N 4 纳米片（6 h）的
UV-Vis DRS 光谱（插图为 Mott-Schottky 图）（a）、
XPS 价带谱（b）、E VB ，E CB 和 E g 结构图（c）、EIS
谱图（d）、光电流响应谱（e）及 PL 谱图（f）
Fig. 5 UV-Vis DRS spectra (insert is the Mott-Schottky
plots) (a), XPS valence band spectra (b), structural
figure of E VB , E CB and E g (c), EIS profiles (d),
photocurren-response profiles (e) and PL spectra (f)
of pristine g-C 3 N 4 and ultrasound-assisted oxidative
exfoliated g-C 3 N 4 nanosheets (6 h)
g-C 3N 4 光催化降解有机污染物关键还依赖于光
致活性物质的产生。通过 DCFH-DA 探针分析超薄氧
掺杂 g-C 3N 4 纳米片光致活性氧（ROS）的产生性能。
图 6a 为采用 DCFH-DA 探针检测原始 g-C 3N 4 和剥离
6 h 超薄氧掺杂 g-C 3N 4 纳米片分散液荧光强度曲线。
从图 6a 可知，与原始 g-C 3 N 4 相比，超薄氧掺
杂 g-C 3 N 4 呈现了更高的荧光信号，说明超薄氧掺
杂 g-C 3 N 4 纳米片具有更强的光致 ROS 产生性能。
+
进一步以 EDTA、TBA、BQ 分别作为 h （空穴）、
–
•OH、•O 2 捕获剂 [35] ，通过活性物质捕获实验分析显
示（图 6b），相比于催化体系中加入 EDTA 和 TBA，
加入 BQ 后刚果红降解率明显下降，说明光催化产
–
生的•O 2 在超薄氧掺杂 g-C 3 N 4 纳米片催化降解刚果
红过程中发挥着主要作用，这与 XPS 价带谱分析结
果一致。
从以上结果可知，超声辅助氧化剥离增加了
g-C 3 N 4 的比表面积，比表面积增加可提供更多的活
[5]
性位点 。薄层纳米片结构可缩小光生载流子的传
输距离，提高 g-C 3 N 4 光生载流子传输效率。通过
