石墨相g-C3N4的制备及其可见光活性的影响因素

祝佳鑫，李志浩，周 鹏，王辉虎, 2，陈 钊，彭大硌, 2，芦 佳, 2，董仕节, 2



石墨相g-C3N4的制备及其可见光活性的影响因素

祝佳鑫1，李志浩1，周 鹏1，王辉虎1, 2，陈 钊1，彭大硌1, 2，芦 佳1, 2，董仕节1, 2

(1. 湖北工业大学机械工程学院，武汉430068；2. 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室，武汉430068)

利用二氰二胺与尿素的复合粉末作为前驱体，通过简单的高温烧结法制备石墨相g-C3N4光催化剂。采用XRD、FESEM、TEM、BET、XPS和DRS等分析手段对g-C3N4的微观结构进行表征，并考察尿素加入量、催化剂浓度、染料初始浓度、溶液pH值以及光源等对光催化降解甲基橙的影响。结果表明：复合粉末前驱体所制备的g-C3N4具有典型的多孔结构，相比于纯二氰二胺或纯尿素所制备的产物具有更高的比表面积。随着尿素含量增加，g-C3N4产物的禁带宽度逐渐增大,而其表面的C和N摩尔比则从0.70降至0.60。可见光光催化降解甲基橙的实验结果显示随着尿素含量的增加，g-C3N4的光催化活性也随之增强，表明g-C3N4的表面化学组成及其氧化还原能力对可见光光催化活性起主要作用，而比表面积起次要作用。

g-C3N4；甲基橙；尿素；二氰二胺；光催化

能源短缺与环境污染已成为各国经济发展的制约因素。半导体光催化技术由于在太阳能水解制氢、环境保护与水处理技术方面的突出优点而被广大研究者认为是化解这两大制约因素的有效途径[1−2]。在半导体光催化技术中，高的光催化效率是其实际应用的前提。从本质上讲，半导体的光催化效率与材料的成分和结构密切相关[3−5]。……