研究目的
通过制备MgO/g-C3N4纳米复合材料形成异质结来增强光催化活性，从而开发出高效可见光驱动的水分解制氢光催化剂。
研究成果
MgO/g-C3N4纳米复合材料因异质结的形成，在可见光下对析氢反应表现出增强的光催化活性，其中1 wt% MgO复合材料的产氢速率最高。这证明通过复合材料设计提升光催化剂性能是一种有效策略，且该材料具有良好的稳定性与进一步优化的潜力。
研究不足
该研究仅限于实验室规模的实验，未充分解决实际条件下的可扩展性和长期稳定性问题。使用铂作为助催化剂增加了成本，且未探究更广泛光谱或不同环境条件下的光催化效率。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过在氮气氛围下煅烧六水合硝酸镁与g-C3N4混合物合成MgO/g-C3N4纳米复合材料，形成异质结以改善电荷分离。
2：样本选择与数据来源：
样本包括纯g-C3N4及不同MgO含量（0.25、0.5、1、3、15 wt%）的MgO/g-C3N4复合材料，由三聚氰胺和六水合硝酸镁制备而成。
3：15 wt%）的MgO/g-C3N4复合材料，由三聚氰胺和六水合硝酸镁制备而成。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：所用材料为三聚氰胺、三乙醇胺、六水合硝酸镁、乙醇、四丁基六氟磷酸铵等国药集团化学试剂有限公司试剂；设备包括管式炉（煅烧）、FT-IR光谱仪（布鲁克Tensor 27）、热重分析仪（Q1000DSC+LNCS+FACS Q600SDT）、X射线衍射仪（D/Max-3c）、扫描电镜（FEI Quanta 200）、透射电镜（JEOL JEM-2100）、全自动比表面积分析仪（ASAP 2420-4）、紫外可见分光光度计（珀金埃尔默UV-Lambda 950）、XPS仪器（HI5700ESCA）、荧光光谱仪（岛津F-7000）、ICP-MS（利曼）、电化学工作站（CHI 660）、氙灯（北京普析通用300 W）、气相色谱仪（天美GC7900）。
4：7）、热重分析仪（Q1000DSC+LNCS+FACS Q600SDT）、X射线衍射仪（D/Max-3c）、扫描电镜（FEI Quanta 200）、透射电镜（JEOL JEM-2100）、全自动比表面积分析仪（ASAP 2420-4）、紫外可见分光光度计（珀金埃尔默UV-Lambda 950）、XPS仪器（HI5700ESCA）、荧光光谱仪（岛津F-7000）、ICP-MS（利曼）、电化学工作站（CHI 660）、氙灯（北京普析通用300 W）、气相色谱仪（天美GC7900）。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：g-C3N4通过氮气氛围下550°C煅烧三聚氰胺制得；MgO/g-C3N4复合材料通过将硝酸镁溶于乙醇、加入g-C3N4、超声处理、蒸发溶剂后氮气氛围400°C煅烧制备。光催化测试采用氙灯配合截止滤光片照射催化剂悬浮液，气相色谱仪测量产氢量。表征手段包括FT-IR、TGA、PXRD、SEM、TEM、BET、UV-Vis DRS、XPS、PL、电化学测量。
5：超声处理、蒸发溶剂后氮气氛围400°C煅烧制备。光催化测试采用氙灯配合截止滤光片照射催化剂悬浮液，气相色谱仪测量产氢量。表征手段包括FT-IR、TGA、PXRD、SEM、TEM、BET、UV-Vis DRS、XPS、PL、电化学测量。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用PXRD分析晶体结构、BET测定比表面积、UV-Vis计算带隙、PL分析电荷复合、电化学方法测定阻抗与光电流，并对光催化速率进行统计分析。
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FT-IR spectrometer
Tensor 27
Bruker
Collect FT-IR spectra in transmission mode using KBr disks.
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Scanning electron microscopy
Quanta 200
FEI
Obtain morphology of samples.
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Transmission electron microscopy
JEM-2100
JEOL
Obtain high-resolution images and elemental mapping.
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UV-Vis spectrophotometer
UV-Lambda 950
PerkinElmer
Obtain UV-Vis reflectance spectra.
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Fluorescence spectrometer
F-7000
Shimadzu
Measure photoluminescence spectra with excitation wavelength of 365 nm.
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Thermogravimetric analysis instrument
Q1000DSC + LNCS + FACS Q600SDT
Evaluate thermal properties of samples over temperature range from 30 to 800°C under nitrogen atmosphere.
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X-ray diffractometer
D/Max-3c
Perform powder X-ray diffraction measurements.
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Adsorption analyzer
ASAP 2420-4
Micromeritics
Measure surface area and pore size distribution by nitrogen adsorption and desorption at 77.3 K.
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XPS instrument
HI5700ESCA
Perform X-ray photoelectron spectroscopy measurement with monochromatic Al Ka X-ray radiation.
-
ICP-MS
Leeman
Measure Mg content by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry.
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Electrochemical instrument
CHI 660
Perform electrochemical measurements with a standard three-electrode system.
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Xe lamp
300 W
Beijing Perfect Light Co.
Irradiate reaction suspension for photocatalysis.
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Gas chromatograph
GC7900
Techcomp
Measure amount of generated hydrogen gas equipped with a thermalcouple detector.
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Long-pass cut-off filter
Beijing Perfect Light Co.
Achieve visible light irradiation by filtering out wavelengths below 400 nm.
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