High-Efficiency Broadband C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> Photocatalysts: Synergistic Effects from Upconversion and Plasmons
Notice bibliographique
Résumé
A plasmon and upconversion enhanced broadband photocatalyst based on Au nanoparticle (NP) and NaYF 4:Yb 3+, Er 3+, Tm 3+ (NYF) microsphere loaded graphitic C 3 N 4 (g-C 3 N 4 ) nanosheets (Au-NYF/g-C 3 N 4 ) was subtly designed and synthesized. The simple one-step synthesis of NYF in the presence of g-C 3 N 4, which has not been reported in the literature either, leads to both high NYF yield and high coupling efficiency between NYF and g-C 3 N 4 . The Au-NYF/g-C 3 N 4 structure exhibits high stability, wide photoresponse from the ultraviolet (UV), to visible and near-infrared regions, and prominently enhanced photocatalytic activities compared with the plain g-C 3 N 4 sample in the degradation of methyl orange (MO). In particular, with the optimization of Au loading, the rate constant normalized with the catalysts mass of the best-performing catalyst 1 wt % Au-NYF/g-C 3 N 4 (0.032 h –1 mg –1 ) far surpasses that of NYF/g-C 3 N 4 and g-C 3 N 4 (0.009 h –1 mg –1 ) by 3.6 times under λ > 420 nm light irradiation. The high performance of the Au-NYF/g-C 3 N 4 nanocomposite under different light irradiations was ascribed to the distinctively promoted charge separation and suppressed recombination, and the efficient transfer of charge carriers and energy among these components. The promoted charge separation and transfer were further confirmed by photoelectrochemical measurements. The 1 wt % Au-NYF/g-C 3 N 4 exhibits enhanced photocurrent density (∼6.36 μA cm –2 ) by a factor of ∼5.5 with respect to that of NYF/g-C 3 N 4 sample (∼1.15 μA cm –2 ). Different mechanisms of the photodegradation under separate UV, visible, and NIR illuminations are unveiled and discussed in detail. Under simulated solar light illumination, the involved reactive species were identified by performing trapping experiments. This work highlights the great potential of developing highly efficient g-C 3 N 4 -based broadband photocatalysts for full solar spectrum utilization by integrating plasmonic nanostructures and upconverting materials.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».