制备类石墨相氮化碳多孔光催化剂的模板法发展

巩正奇，闫楚璇，宣之易，陈颖芝，李静媛，王鲁宁

北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083

氮化碳具有5种结构，即α相、β相、立方相、准立方相和类石墨相[1]. 其中类石墨相氮化碳(g-C3N4)是室温下最稳定的相[2]，基本单元是三嗪环，整体是类石墨的片层结构. 其本身具有无毒，可见光响应，价格低，元素来源丰富等特点. 其中，稳定与无毒决定了该种催化剂广泛的应用范围. 可见光响应奠定了其可见光催化反应的基础，g-C3N4带隙宽度为约2.7 eV[3]，使其可以发生可见光响应，相对于标准氢电极的电极电位，其导带和价带位置为-1.1与+1.6 eV，既可以发生还原反应生成氢气，也可以发生氧化反应析出氧气，使其可以用于光解水制氢气氧气. 类石墨的片层结构使其具有较大的比表面积，即可以供电子发生氧化还原反应的活性位点数量多，催化效率比其他相的氮化碳高[4-6]. 使用该种催化剂进行降解污染物的机理是强氧化性的空穴参与反应生成强氧化性的物质，可以破坏有机污染物的分子结构，将其降解为小分子无污染化合物[7-10]. 因此，类石墨相氮化碳在光解水制氢气氧气与降解有机污染物方面有良好的应用前景和研究价值[11-14]. 同时，由于其构成元素只有碳和氮，在地球上这两种元素非常丰富，来源获取简单，作为碳源氮源的前驱体的选择种类非常多，合理地选用前驱体可以降低制备成本.

由于光催化反应的关键是电子与空穴，故提高其光催化性能的关键是促进二……