氧掺杂碳量子点的水热合成及其光催化制氢研究

碳量子点光催化剂因其良好的生物相容性和水溶性引起广泛关注，然而其较窄的可见光吸收范围限制了催化效率的提高。本文以葡萄糖为前驱体通过水热法合成了氧掺杂的碳量子点光催化剂。X射线光电子能谱表征证明碳量子点结构中氧掺杂含量为34.9%。紫外可见吸收光谱和稳态荧光光谱确定氧掺杂能诱导中间带隙的产生进而增强了碳量子点在可见光和红光区域的光吸收。Mott-Schottky曲线结合紫外可见光吸收谱确定该碳量子点的能带结构满足产氢反应的热力学需求。研究结果表明：在甲酸牺牲剂存在下，该碳量子点在可见光和红光照射下均具备良好的光催化制氢性能。此外，以棉花和蔗糖为前驱体通过水热法也合成了氧掺杂碳量子点光催化剂，且它们在可见光和红光照射下均能实现高效光催化制氢。