对复合材料进行光催化产氢的循环测试 除了优异的光催化产氢速率，光催化剂的稳定性在未来实际应用中也具有至关重要的意义。 因此，本章对10NCN/CZS复合材料进行了光催化产氢的循环测试，并对光照18小时后的该样品进行了XRD测试。 根据图3-11的实验结果发现，10NCN/CZS复合材料每轮循环实验的产氢量都随着光照时间的延长而增加。 经过六次循环实验（即光照18小时），它的产氢速率的衰减几乎可以忽略不计。 为了进一步验证10NCN/CZS样品的稳定性，在循环实验同等的条件下将10NCN/CZS光照18h后的样品进行XRD测试。 可以发现反应前后样品的主要衍射峰的位置和强度基本没有发生明显的变化，由此表明制备的10NCN/CZS复合材料在光催化分解水制氢方面具有良好的应用前景。 为了确定半导体光催化剂的价带和导带位置，采用了XPS测试了NCN和CZS两个样品的价带位置。 从图3-12可知，NCN和CZS的价带位置分别为2.19eV和1.60eV。 结合紫外漫反射吸收光谱得到的能带间隙和公式（3-2），可以计算得到NCN、CZS导带位置分别为-0.69eV和-0.80eV。 根据异质结光催化剂中表界面间的电荷转移规律，推测了NCN/CZS复合材料在光催化分解水产氢的过程中光生电荷可能的转移路径。 如图3-13所示，当NCN和CZS在可见光的照射下，都将会吸收光子并激发材料中的电子从价带跃迁到导带，从而在导带和价带分别产生光生电子和空穴。 当NCN和CZS相互接触时，CZS的导带上的光生电子由于电位差会转移至NCN的导带上，并且由于NCN上具有的导电性较好的氮掺杂石墨碳，将会加速光生电子的迁移，在NCN光催化剂的表面发生析氢反应，将溶液中的H+还原为H2。 与此同时，由于NCN价带位置比CZS更正，因此NCN价带上的产生的空穴将会转移CZS的价带上，被溶液中的牺牲剂捕获并发生氧化反应。 因此，这种TypeII型异质结能够有效的促进NCN/CZS复合材料的光生载流子快速分离和转移，抑制了其光生电子和空穴的复合。 同时，由于二维片层状结构的NCN拥有较大的比表面积，将会为CZS纳米颗粒的负载提高更广阔的空间。 同时在表面提供了更多的催化活性位点，从而极大地改善了NCN/CZS复合材料的光催化活性。 通过使用0.35MNa2S/0.25MNa2SO3的水溶液作为牺牲剂。 在可见光（λ>420nm）照射下，对各个样品进行了光催化产氢性能测试。 如图3-10所示，随着光照时间的增加，制备的所有的样品的产氢量均逐渐增加，NCN和CZS的产氢速率分别为0.21mmol·h-1·g-1和27.98mmol·h-1·g-1。 所有的NCN/CZS复合材料的产氢速率均高于原始的NCN和CZS。 当NCN的添加量从5wt.%增加到10wt.%时，NCN/CZS复合材料的产氢速率逐渐增大。 然而，当复合材料中NCN的添加量进一步增大（10-20wt.%）时，其产氢速率反而开始逐渐降低。 这可能是由于过量的二维层状纳米片的NCN会覆盖住复合材料表面的一部分活性位点，从而导致光催化活性有所下降。 当NCN/CZS复合材料中添加10wt.%NCN时，拥有最优异的光催化产氢活性，达到56.35mmol·h-1·g-1，分别是原始CZS的2.01倍和原始NCN的268倍。 这表明在复合材料中形成的异质结结构有利于光生载流子的快速分离，进而提高了NCN/CZS复合材料的光催化活性。 为了验证其NCN在复合材料中的具有优异的光催化活性，我们测试了投入相同质量比的（10wt.%）g-C3N4得到的10CN/CZS复合光催化剂。 综上，通过实验结果发现，10CN/CZS的光催化产氢速率为50.10mmol·h-1·g-1，其析氢活性小于10NCN/CZS，这可能是由于氮掺杂石墨碳具有很强的导电性，它充当了光生电子之间传输的“桥梁”，加速了光生电子的快速转移[106]，从而提高了复合材料的产氢活性。
