論文の概要: Graphitic-C3N4/TiO2(B) S-scheme Heterojunctions for Efficient Photocatalytic H2 Production and Organic Pollution Degradation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.27989v1
• Date: Mon, 30 Mar 2026 03:21:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:45.209399
• Title: Graphitic-C3N4/TiO2(B) S-scheme Heterojunctions for Efficient Photocatalytic H2 Production and Organic Pollution Degradation
• Title（参考訳）: グラファイト-C3N4/TiO2(B)S-スキームヘテロ接合による高効率光触媒H2生成と有機汚染劣化
• Authors: Xiaoyi Zhou, Min Zhang, Qiushi Wang, Shiwen Du, Xuedong Jing, Zhenyi Zhang,
• Abstract要約: TiO2(B)ナノロッドとg-C3N4ナノシートをカップリングしてS-スキームヘテロ接合光触媒を構築する。 シミュレーションされた太陽光照射の下では、ヘテロ接合はメタノールによる水還元のために1.98mmol g-1 h-1のH2進化速度をもたらす。 溶液の代わりにアモキシシリンの排水に曝されると、ヘテロ接合は98.2%のアモキシシリンを分解し、90分以内にH2の20.70オモールg-1を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.219434338426831
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Achieving both broad solar-spectrum absorption and strong redox capability is critical for semiconductor photocatalysts in environmental remediation and energy conversion. Herein, an S-scheme heterojunction photocatalyst is constructed by coupling TiO2(B) nanorods with g-C3N4 nanosheets. Its well-matched band structure extends light absorption from the UV to the visible region and enables efficient charge separation. Under simulated sunlight irradiation, the 40 wt% g-C3N4/TiO2(B) heterojunction delivers a H2 evolution rate of 1.98 mmol g-1 h-1 for water reduction with methanol as the sacrificial agent, which is 1.5 and 2.0 times higher than those of pure g-C3N4 and TiO2(B), respectively. When exposed to amoxicillin wastewater instead of methanol solution, the heterojunction degrades 98.2% of amoxicillin and produces 20.70 umol g-1 of H2 within 90 min. Moreover, the heterojunction shows excellent photodegradation activity toward various organic antibiotics and dyes, owing to the S-scheme charge separation mechanism. This work highlights the promising potential of S-scheme heterojunctions for photocatalytic H2 production coupled with organic wastewater treatment.
• Abstract（参考訳）: 広い太陽スペクトル吸収と強い酸化還元能力を達成することは、環境浄化とエネルギー変換において半導体光触媒にとって重要である。 ここでは、TiO2(B)ナノロッドとg-C3N4ナノシートを結合させてS-スキームヘテロ接合光触媒を構築する。 うまく整合したバンド構造は紫外線から可視領域への光吸収を延長し、効率的な電荷分離を可能にする。 40wt%のg-C3N4/TiO2(B)ヘテロ接合では, 純g-C3N4およびTiO2(B)の1.5倍の濃度でメタノールを殺菌剤として還元するためのH2進化速度が1.98mmol g-1h-1となる。 メタノール溶液の代わりにアモキシシリン排水に曝されると、ヘテロ接合は98.2%のアモキシシリンを分解し、90分以内にH2の20.70のウロルg-1を生成する。 さらに, このヘテロ接合は, S-スキーム電荷分離機構により, 各種有機系抗生物質や染料に対して優れた光分解活性を示す。 本研究は, 有機排水処理を併用した光触媒H2製造におけるS-スキームヘテロ接合の可能性を強調した。

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