內建電場與偶極場協同增強SnNb2O6/富氮C3N5 S型異質結光催化性能

摘要：定向電荷轉移是調控光生載流子分離動力學的一種極具吸引力的策略。本文通過在SnNb2O6納米片上原位生長C3N5納米棒，設計一種具有強內建電場（IEF）和偶極場（DF）的新型2D/1D SnNb2O6/富氮C3N5 S型異質結。通過構筑S型異質結，在界面處產生IEF，促進電荷從SnNb2O6向C3N5的定向遷移。與此同時，C3N5中的DF提供一種驅動力，將光生電子定向轉移至活性位點。通過IEF和DF的協同效應，SnNb2O6/C3N5異質結實現了快速的定向電子轉移，從而顯著提高了電荷分離效率。研究結果表明，SnNb2O6/C3N5異質結的最佳產氫速率高達1090.0 μmol?g?1-h?1 （反應過程中持續釋放H2氣泡），分別是SnNb2O6和C3N5的38.8和10.7倍。此外，SnNb2O6/C3N5異質結在去除羅丹明B、四環素和Cr（Ⅵ）方面也表現出優異的光催化性能。通過電子順磁共振（EPR）、時間分辨光致發光光譜（TPRL）和密度泛函理論（DFT）計算，本文系統探討了SnNb2O6/C3N5異質結的定向電荷轉移機制。這項研究為開發高效異質結光催化劑提供了一種可行的方法。

關鍵詞：SnNb2O6/C3N5；內建電場；偶極場；光催化性能；定向電荷轉移

中圖分類號：O643