石墨相氮化碳光催化剂改性的研究进展
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Li Yuhui，Zhang Jing，Zhang Yushen，Chen Changdong
（College of Chemistry Chemical Industry & Environment，Liaoning Shihua University，Fushun Liaoning 113001，China）
收稿日期：2018⁃10⁃18 修回日期：2018⁃11⁃07 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金（21573101）；辽 宁 省 高 端 人 才 项 目 ([2015]153)；辽 宁 省 高 等 学 校 创 新 人 才 支 持 计 划 项 目
关键词： 催化剂； 石墨相氮化碳； 复合材料； 降解
中图分类号： TB333 文献标志码：A
doi：10.3969/j.issn.1006⁃396X.2019.02.001
The Research Progress of Modified g⁃C3N4 Composite Photocatalyst
石墨相氮化碳光催化剂改性的研究进展
李昱慧，张 静，张昱屾，陈常东
（辽宁石油化工大学 化学化工与环境学部，辽宁 抚顺 113001）
摘 要 ： 石 墨 相 氮 化 碳（g⁃C3N4）是 具 有 二 维 层 状 结 构 的 材 料 ，作 为 非 金 属 半 导 体 光 催 化 剂 有 可 见 光 吸 收 、能 带等级可调变、化学稳定性高、绿色环保无污染等诸多优点。结合近几年国内外 g⁃C3N4 研究人员取得的最新成果及 研究进展，从掺杂物质结构的角度综述了分子结构改变 、单质掺杂 、半导体负载及三元复合等 g⁃C3N4 的多种改性方 法及催化机理，并对未来如何提升 g⁃C3N4 的光催化性能进行展望。
水 产 氢 [1]。 在 可 见 光 催 化 条 件 下 光 生 电 子 空 穴 与 氧 生 成 超 氧 自 由 基 和 羟 基 自 由 基 等 活 性 物 种 ，能 够 快 速 降 解 有 机 污 染 物 且 无 二 次 污 染 。 但 单 体 g⁃C3N4 存 在 禁 带 宽 度 大 、光 生 载 流 子 与 空 穴 复 合 率 高 、可 见 光 利 用 率 低 等 缺 点 。 因 此 ，想 获 得 性 能 更 加 优 异 的 复 合 光 催 化 剂 就 需 要 对 g⁃C3N4 进 行 高 效 改 性 。 本 文 简 要 综 述 了 g⁃C3N4 的 制 备 方 法 ，从 掺 杂 物 由 低 到 高 的 复 杂 程 度 ,即 分 子 结 构 改 变 、单 质 或 非 金 属 半 导 体 负 载 及 三 元 复 合 等 多 种 角 度 ，对 g⁃C3N4 改 性 后 光 催 化 剂 的 光 催 化 活 性 和 催 化 机 理 进 行 分 析 ，最 后根据 g⁃C3N4 的研究现状对其未来的研究方向进 行展望。
第 32 卷 第 2 期 2019 年 4 月
石油化工高等学校学报 JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSITIES
Vol.32 No.2 Apr. 2019
文 章 编 号 ：1 006⁃396X（2 0 1 9）0 2 ⁃0 0 0 1⁃0 7
投 稿 网 址 ：h ttp ://jo u rn al.lnp u .ed u .cn
石墨相氮化碳作为本世纪备受科学家们青睐 的 非 金 属 半 导 体 光 催 化 剂 具 有 诸 多 优 点 ：较 宽 的 可 见 光 吸 收 、带 间 能 级 可 调 变 、化 学 稳 定 性 高 、边 缘 丰 富 N 源 、无 毒 无 害 等 。 g⁃C3N4 作 为 一 种 环 境 友 好 型 碳材料常被研究者应用于降解有机污染物及分解
Abstract: Graphitic carbon nitride (g⁃C3N4) possesses a unique two⁃dimensional structure, which is used as a kind of excellent non⁃ metallic semiconductor photocatalysts, owing to its visible light absorption, adjustable energy band grade, high stability, and so on. This review focus on recent research results and progress, and modification and catalytic mechanism related to photocatalysts are summarized based on microstructure changing, elemental doping, semiconductor loading, and multiphase composite of g ⁃ C3N4. Finally, the review presents the viewpoint for the development of g⁃C3N4⁃based photocatalytic performance. Keywords: Catalyzer；g⁃C3N4；Compound material；Degradation
随 着 经 济 社 会 快 速 发 展 ，环 境 污 染 越 来 越 严 重 ，减 少 环 境 污 染 建 设 绿 色 中 国 一 直 是 科 研 工 作 者 的 பைடு நூலகம் 要 课 题 。 自 1972 年 以 来 ，研 究 人 员 发 现 TiO2 具 有 可 见 光 吸 收 性 能 ，并 将 其 用 作 光 催 化 降 解 污 染 物 ，但 由 于 TiO2 具 有 禁 带 宽 度 较 大 、太 阳 能 利 用 率 低 、光 生 电 子 空 穴 复 合 率 高 等 缺 点 ，极 大 限 制 了 它 的 实 际 应 用 。 因 此 科 学 家 们 开 始 寻 找 比 TiO2 光 催 化活性更加优异的半导体光催化剂。
（College of Chemistry Chemical Industry & Environment，Liaoning Shihua University，Fushun Liaoning 113001，China）
收稿日期：2018⁃10⁃18 修回日期：2018⁃11⁃07 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金（21573101）；辽 宁 省 高 端 人 才 项 目 ([2015]153)；辽 宁 省 高 等 学 校 创 新 人 才 支 持 计 划 项 目
关键词： 催化剂； 石墨相氮化碳； 复合材料； 降解
中图分类号： TB333 文献标志码：A
doi：10.3969/j.issn.1006⁃396X.2019.02.001
The Research Progress of Modified g⁃C3N4 Composite Photocatalyst
石墨相氮化碳光催化剂改性的研究进展
李昱慧，张 静，张昱屾，陈常东
（辽宁石油化工大学 化学化工与环境学部，辽宁 抚顺 113001）
摘 要 ： 石 墨 相 氮 化 碳（g⁃C3N4）是 具 有 二 维 层 状 结 构 的 材 料 ，作 为 非 金 属 半 导 体 光 催 化 剂 有 可 见 光 吸 收 、能 带等级可调变、化学稳定性高、绿色环保无污染等诸多优点。结合近几年国内外 g⁃C3N4 研究人员取得的最新成果及 研究进展，从掺杂物质结构的角度综述了分子结构改变 、单质掺杂 、半导体负载及三元复合等 g⁃C3N4 的多种改性方 法及催化机理，并对未来如何提升 g⁃C3N4 的光催化性能进行展望。
水 产 氢 [1]。 在 可 见 光 催 化 条 件 下 光 生 电 子 空 穴 与 氧 生 成 超 氧 自 由 基 和 羟 基 自 由 基 等 活 性 物 种 ，能 够 快 速 降 解 有 机 污 染 物 且 无 二 次 污 染 。 但 单 体 g⁃C3N4 存 在 禁 带 宽 度 大 、光 生 载 流 子 与 空 穴 复 合 率 高 、可 见 光 利 用 率 低 等 缺 点 。 因 此 ，想 获 得 性 能 更 加 优 异 的 复 合 光 催 化 剂 就 需 要 对 g⁃C3N4 进 行 高 效 改 性 。 本 文 简 要 综 述 了 g⁃C3N4 的 制 备 方 法 ，从 掺 杂 物 由 低 到 高 的 复 杂 程 度 ,即 分 子 结 构 改 变 、单 质 或 非 金 属 半 导 体 负 载 及 三 元 复 合 等 多 种 角 度 ，对 g⁃C3N4 改 性 后 光 催 化 剂 的 光 催 化 活 性 和 催 化 机 理 进 行 分 析 ，最 后根据 g⁃C3N4 的研究现状对其未来的研究方向进 行展望。
第 32 卷 第 2 期 2019 年 4 月
石油化工高等学校学报 JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSITIES
Vol.32 No.2 Apr. 2019
文 章 编 号 ：1 006⁃396X（2 0 1 9）0 2 ⁃0 0 0 1⁃0 7
投 稿 网 址 ：h ttp ://jo u rn al.lnp u .ed u .cn
石墨相氮化碳作为本世纪备受科学家们青睐 的 非 金 属 半 导 体 光 催 化 剂 具 有 诸 多 优 点 ：较 宽 的 可 见 光 吸 收 、带 间 能 级 可 调 变 、化 学 稳 定 性 高 、边 缘 丰 富 N 源 、无 毒 无 害 等 。 g⁃C3N4 作 为 一 种 环 境 友 好 型 碳材料常被研究者应用于降解有机污染物及分解
Abstract: Graphitic carbon nitride (g⁃C3N4) possesses a unique two⁃dimensional structure, which is used as a kind of excellent non⁃ metallic semiconductor photocatalysts, owing to its visible light absorption, adjustable energy band grade, high stability, and so on. This review focus on recent research results and progress, and modification and catalytic mechanism related to photocatalysts are summarized based on microstructure changing, elemental doping, semiconductor loading, and multiphase composite of g ⁃ C3N4. Finally, the review presents the viewpoint for the development of g⁃C3N4⁃based photocatalytic performance. Keywords: Catalyzer；g⁃C3N4；Compound material；Degradation
随 着 经 济 社 会 快 速 发 展 ，环 境 污 染 越 来 越 严 重 ，减 少 环 境 污 染 建 设 绿 色 中 国 一 直 是 科 研 工 作 者 的 பைடு நூலகம் 要 课 题 。 自 1972 年 以 来 ，研 究 人 员 发 现 TiO2 具 有 可 见 光 吸 收 性 能 ，并 将 其 用 作 光 催 化 降 解 污 染 物 ，但 由 于 TiO2 具 有 禁 带 宽 度 较 大 、太 阳 能 利 用 率 低 、光 生 电 子 空 穴 复 合 率 高 等 缺 点 ，极 大 限 制 了 它 的 实 际 应 用 。 因 此 科 学 家 们 开 始 寻 找 比 TiO2 光 催 化活性更加优异的半导体光催化剂。