Fe₂O₃/g-C₃N₄复合光催化剂

高活性晶面

暴露(001)晶面的Fe₂O₃纳米片与g-C₃N₄复合，大幅增强界面电荷转移并加速Fe³⁺/Fe²⁺循环，显著提升光芬顿降解效率。

Yapeng, Cao · Yuqiong, Wen · 解志文 · Gao, Xingxing · Weicheng, Wu · 许家胜 · 王剑 · 周欣 · 姚文清

Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2026

具体参数

四环素降解率

94.1 %

反应速率常数

0.03154 min⁻¹

相对NRs/g-C₃N₄的速率常数提升倍数

3.50

相对NCs/g-C₃N₄的速率常数提升倍数

3.00

H₂O₂吸附能

-4.09 eV

功函数

4.61 eV

技术优势

降解速率提高

暴露(001)晶面的Fe₂O₃纳米片促进界面光生电子转移，加速Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原循环，并增强H₂O₂吸附活化，协同提高光芬顿效率。

活性最高

在测试的三种形貌复合物中，纳米片/g-C₃N₄表现出最高的光芬顿降解效率，四环素降解率94.1%，速率常数是纳米棒复合物的3.50倍。

功函数低

DFT计算表明(001)晶面功函数仅4.61 eV，有利于界面电子转移。

H₂O₂吸附强

(001)晶面对H₂O₂的吸附能达-4.09 eV，有利于其活化生成羟基自由基。

应用场景

• 光催化降解：可在光照下高效降解四环素等抗生素，处理制药废水。
• 芬顿催化剂：作为异相光芬顿催化剂，加速Fe³⁺/Fe²⁺循环，提升H₂O₂利用率。
• 石墨烯基复合材料：与g-C₃N₄纳米片复合，增强界面电荷转移和光生载流子分离。
• 环境催化：用于环境修复，降解水体中有机污染物，净化污水。