石墨相氮化碳改性及其光催化应用研究进展

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅｔｏｉｔｓｕｎｉｑｕｅｅｌｅｃｔｉｃｒａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈｉｇｈｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ，ｈｉｇｈｔｈｅｒｍａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｎｏｎ— ｔｏｘｉｃｉｔｙａｎｄｆａｃｉｌｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｇ—Ｃ３Ｎ４ｈａｓｂｅｅｎｒｅｃｅｉｖｅｄｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎａｍｏｎｇｓｃｉｅｎｔｉｓｔｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ，ｗｈｉｃｈｈａｄｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｍａｎｙｉｅｆｌｄｓ．Ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｍｏｄｉｆｙｉｎｇｇ—Ｃ３Ｎ４ｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｍａｉｎｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙｄｅｓｃｉｂｒｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｏｎ —ｄｏｐｉｎｇ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ—ｃｏｕｐｌｉｎｇ，ｄｙｅ—ｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ，ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎｔｏｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ，ａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｓａｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｏｆｇ—Ｃ３Ｎ４ｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｓｗｅｌ１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｒｅｇｓｓ；ｇ—Ｃ３Ｎ４；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ
谢运超，常飞，李晨露，陈娟，罗洁茹，张
２０００９３）
健
（上海理工大学环境与建筑学院，上海
摘要：石墨相氮化碳ｇ — Ｃ３Ｎ因其具有独特的电子结构、高催化活性、化学与热稳定性好、无毒且制备简易、不含金属
等特点，受到全世界研究人员的关注，具有非常广阔的应用前景。本文介绍了石墨相氮化碳ｇ—Ｃ，Ｎ掺杂、半导体复合、染料敏化、片层剥离等改性研究方面的动态和主要成果，并介绍了其作为光催化材料应用的研究进展。
氮化碳存在五种同素异形体，即仪相、Ｂ相、立方相、准立方相和石墨相，其中石墨相氮化碳在室温下最为稳定 … 。石墨相氮化碳因其化学热稳定性好、无毒且原料易得、不含金属等优异的性能而受到世界各国科研工作者的广泛关注Ｊ。特别
第４１卷第１３期
２０１３年７月
广
州
化
工
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｖｏ１．４１Ｎｏ．１３
ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｊｕｌｙ．２０１３
石墨相氮化碳改性及其光催化应用研究进展木
关键词：研究进展；ｇ — ＣｓＮ；改性；光催化
中图分类号：ＴＱ４２６
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１ — ９６７７（２０１３）１３ — ０００８ — ０４
ＲｅｃｅｎｔＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＭｏｄｉｉｃｆａｔｉｏｎａｎｄＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇ— Ｃ３Ｎ４
ＸＩＥＹｕｎ—ｃｈａｏ，ＣＨＡＮＧＦｅｉ，１＿ＩＣｈｅｎ—ｌｕ，ＣＨＥＮＪｕａｎ，ＬＵＯＪｉｅ—ｒｕ，ＺＨＡＮＧＪｉａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ）
是近年来Ｗａｎｇ等首次发现石墨相氮化碳具有优异的光催化分解水制氢性能更是引起了人们浓厚的研究兴趣。本文介绍了
能。
Ｚｈａｎｇ等将双氰胺与离子液体ＢｍｉｍＰＦ６混合高温煅烧后得到磷掺杂ｇ —ＣＮ，ＸＰＳ分析表明Ｐ取代了结构中的Ｃ元素，少量的Ｐ元素掺杂虽然未改变ｇ —ＣＮ结构，但明显改变了其电子结构，光电流明显高于未掺杂的ｇ —ＣＮ。Ｙａｎ等通过热解三聚氰胺与氧化硼混合物制备了硼掺杂碳化氮，ＸＰＳ光谱分析表明Ｂ元素取代了其结构单元上的Ｈ元素，光催化降解染料实验可知Ｂ的掺杂同时提高了催化剂对染