2D MoSe2/2D g-C3N4复合光催化材料的
可控制备及性能研究
摘要
过渡金属硫属化合物家族中，二硒化钼是其中一个典型的代表，窄带隙的优点（1.33-1.72eV），认为其是潜在的光催化剂，在清洁能源领域的降解水污染方面有着极大地发展前景。同时，在水，CO2还原和污染物的光催化降解等的光分解，半导体光催化剂的应用可以有效解决环境污染和能源消耗的问题[1,2]。提高太阳能利用效率可以选择合适的半导体和设计异质结构。而其中石墨相氮化碳（g-C3N4）作为一种新颖的无金属催化剂受到了广泛关注[3]。合适的带隙（2.7eV）、易于修饰改性和高稳定性、低成本等优点使g-C3N4具备着优异的光催化性能。通过理论和实验研究，都证明了MoSe2是一种理想的光催化剂选择。层状MoSe2被视为理想的候选复合材料之一，由于其合适的带隙，大的比表面积以及与g-C3N4匹配的能带位置。在MoSe2/g-C3N4复合材料中构建的带边能级将有助于将光生电子从MoSe2的CB转移到g-C3N4的CB，这可以有效地分离光生载流子并防止电子转移过程中的电荷重组从而提高复合材料的光催化活性。MoSe2和g-C3N4具有良好的能级匹配和合适的带隙宽度，MoSe2/g-C3N4异质结构可以极大地拓宽单相材料的光吸收范围并有效提高光催化活性。MoSe2/g-C3N4异质结构在可见光下对RhB的降解和以及对Cr（VI）的还原展现出了优异的光催化性能。
关键词：二维材料；二硒化钼；氮化碳；光催化
1 绪论
1.1引言
人们的经济水平不断提高，近年来，随着现代工业化的快速发展，人们消耗大量不可再生的化石燃料，如煤，石油，天然气等，对能源的需求不断增加，温室气体如二氧化硫，二氧化碳，氮氧化物等和有毒气体排放。严重的环境恶化和能源危机导致人类生存面临严重危机。由于经济的发展采用了很多不可持续的手段，能源和环境问题已经成为了人类的燃眉之急。能源是人类进行生存活动的物质基础，这也是经济和社会发展的物质保障。通过直接利用太阳光驱动半导体光催化的一系列重要化学反应，将低密度太阳能转化为高密度化学能或直接降解和矿化有机污染物，指出了解决能源短缺和环境污染的发展潜力。受到世界各国政府的高度重视。
太阳能是最为清洁的能源，在人类发展的有限周期内也是取之不尽用之不竭的。因此，合理高效的使用太阳能能够做到以下两点:
- 通过减少化石能源的使用，有效处理能源危机问题:
- 在源头上解决化石燃料燃烧导致的污染问题，减少环境污染物。而正在高速发展的光催化技术能通过有效的利用太阳能作为驱动力，净化环境，将环境中的有机污染物降解去除。
此外，光催化技术也能够将太阳能以化学能的形式储存在气体燃料，如氢气和甲烷等中，转换太阳能为化学能，同时对催化剂本身并没有任何的消耗。光催化技术是应对能源和环境问题的一种清洁，可持续的方式。
然而，光催化技术仅仅处于理论研究阶段，实际应用还需要更为深入的探索。作为现代社会物质结构的最基本组成之一，新材料的发展，尤其是新能源材料的发展，可以为解决能源和环境问题提供新思路。如何在利用太阳能有效解决能源和环境问题的同时开发高性能光催化材料，是光催化技术的最终目标，极具现实意义。
1.2光催化技术
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