异质结复合光催化剂重复利用性分析 为探究制备的g-C3N4/Ag/AgBr异质结复合光催化剂是否稳定，对光催化降解盐酸四环素效果最佳的8%-g-C3N4/Ag/AgBr样品在完成降解后，进行收集、洗涤、离心和干燥。 本章同以上光催化降解盐酸四环素实验，在实验条件不变的前提下进行6次降解盐酸四环素溶液测试的循环实验，实验结果如图所示。 从图中可以看出，通过进行6次重复利用实验发现，8%-g-C3N4/Ag/AgBr样品的每次降解其降解效率均没有过大的改变，对盐酸四环素的降解效率在50%左右，而在完成6次循环实验后，发现降解效率仅仅比第一次实验略低一些。 我们推测是由于反应过程中催化剂的用量有所损耗造成了这一微弱改变，由此我们可以得出结论，制备的8%-g-C3N4/Ag/AgBr复合催化剂具有较好的化学稳定性能和较高的光催化降解盐酸四环素效率。 光生电流密度是一种揭示半导体材料中光生电子分离和传输特性的有效手段，光致发光光谱（PL）在一定程度上反映了载流子的输运效率。 在催化活性过程中，一部分电子和空穴会进行复合，复合的这一部分电子和空穴的能量以荧光形式进行释放，采集数据结果在PL光谱中，一般来说，在催化过程中光生载流子的复合速率越高，相应的荧光强度越强。 对g-C3N4和g-C3N4/Ag/AgBr-8%复合物的荧光光谱进行了表征，得到的结果如图3.6所示。 可以观察到与g-C3N4相比，g-C3N4/Ag/AgBr-8%的PL强度较弱，说明Ag/AgBr负载于g-C3N4上有利于光生载流子的分离，从而提高光催化活性。 光电流密度越高，光生载流子的分离效率就越高。 因此，合成样品的电子和空穴的分离效应可以从瞬态光电流响应中得出，光电流结果如图3.7所示。 两种材料在模拟太阳光照射下均能产生光电流，表明它们在模拟太阳光照射下能被激发产生光生载流子。 在g-C3N4/Ag/AgBr-8%（~0.28μA/cm2）体系中产生的光电流强度高于g-C3N4（~0.16μA/cm2）体系，表明在g-C3N4和Ag/AgBr之间构建异质结增强了光生电子-空穴对的分离效果。 为了进一步确定g-C3N4/Ag/AgBr-8%复合材料的微观结构，通过TEM测量对材料进行表征。 图3.4a显示g-C3N4/Ag/AgBr-8%样品在微观尺寸下显示出薄片状结构，其中在薄片状结构的表面上可以观察到Ag/AgBr。 此外，还可以观察到由还原的Ag累积形成的纳米颗粒，利用EDS技术研究了样品中元素的组成和空间分布。 图3.4b显示了元素C、N、Ag和Br的分布，它们均匀地分布在整个复合材料上，表明AgBr成功地且均匀地负载在g-C3N4的表面上。 上述TEM结果表明，g-C3N4、Ag和AgBr相互紧密接触，各组分之间形成异质结结构，有利于光生电荷在空间上的分离和转移，也是使光催化性能提高的主要原因之一。 通过对样品进行了紫外-可见漫反射分析（UV-DRS）来分析了样品的光吸收特性，gC3N4和g-C3N4/Ag/AgBr-8%的UV-DRS光谱如图3.3所示，其光吸收边位于约456nm和480nm处。 与g-C3N4相比，g-C3N4/Ag/AgBr-8%复合材料的吸收带红移，可见光吸收范围扩大，跃迁所需能量降低，这是由于Ag/AgBr的引入。 在可见光的整个波长范围内都表现出较强的吸收，这也归因于Ag/AgBr纳米颗粒的表面吸附。 通过XPS测量分析了g-C3N4/Ag/AgBr-8%复合材料的化学组成和元素价态变化，如图3.5所示。 图3.5a显示C1s的高分辨率XPS光谱可分为结合能为284.75、285.50、288.15和288.70eV的四个峰。 峰位于284.75eV，其对应于外来表面碳，285.50eV处的峰是CC键基团，。峰位于288.15和288.70eV分别是指定的N-C=N键和C-(N)3。 图3.5b显示N1s光谱可分为三个峰，结合能分别为398.50、399.25和400.80eV。 结合能为398.50eV的峰对应于三嗪环的C-N=C键，399.25和400.80eV处的峰分别属于C-(N)3和N-H结构，图3.5c为Ag3d的高分辨能谱，进一步拟合得到4个不同位置的峰。 综上，结合能为368.60eV和374.61eV的峰属于AgBr中Ag+3d5/2和Ag+3d3/2，结合能为370.04eV和375.82eV的峰属于Ag03d5/2和Ag03d3/2，表明存在Ag单质。 如图3.5d所示，Br3d的结合能在69.55和70.30eV处出现Br3d5/2和Br3d3/2峰，表明Br元素以负价态存在于体系中。
