具有分级纳米结构的In2S3/CdIn2S4在可见光下催化苯甲胺的氧化偶联反应

摘要：

采用以太阳光为能源、半导体材料为催化剂的催化体系将胺类化合物转化为相应的亚胺类化合物的方法是一种理想的有机合成手段.为了探索这类反应更温和的反应条件及更清晰的反应机理,本工作以NH2-MIL-68(In)和硫脲为前驱体制备了In2S3分级纳米管,并进一步采用热离子交换的方法制备了In2S3/CdIn2S4纳米管复合材料.采用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)和电化学阻抗谱(EIS)等分析手段对催化剂的结构、形貌、光电性质等进行了表征.实验结果显示,In2S3和CdIn2S4间有效异质结降低了In2S3/CdIn2S4复合材料的光生载流子的复合效率,使In2S3/CdIn2S4具有较高的催化活性.催化剂的活性测试实验结果证明,In2S3和CdIn2S4间有效异质结和分级结构间的协同作用使In2S3/CdIn2S4纳米复合材料可作为一种有效的光催化剂催化氧化苯甲胺的偶联反应.活性物种捕获实验证明该反应是由光生空穴(h+)引发的.此外,此研究发现苯甲胺的氧化偶联反应同时可以在氧气或氮气条件下发生,打破了该反应必须要有氧气参与的束缚,拓展了苯甲胺氧化偶联反应的适用范围.循环实验结果显示,催化剂可循环使用五次,证明该催化剂具有较好的稳定性.

关键词：NH2-MIL-68(In)、分级纳米结构、可见光催化、苯甲胺偶联反应、异质结

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资助基金：项目受国家自然科学基金21563026;教育部“长江学者和创新团队发展计划”IRT15R56;甘肃省基础研究创新群体计划项目1606RJIA324

在线出版日期：2019-10-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：653-660