不同前驅體制備石墨相氮化碳及其可見光催化重整木質素制氫性能研究*

張 雪 洪遠志 時君友 林 雪

（北華大學材料科學與工程學院，吉林 132013 )

木質素作為一種重要的芳香族化合物，是存量豐富的陸生可再生生物質資源，約占植物體的15%～30%[1-2]。但大量木質素被用作焚燒產能，利用率低且嚴重污染環(huán)境[3]。而太陽能是一種取之不盡，用之不竭的清潔能源，當前以太陽光為驅動力的光催化重整生物質制氫技術為木質素的高效利用提供一種理想途徑[4-8]。一方面，木質素作為光催化重整制氫反應的模型底物還未得到廣泛研究，這是由于木質素在300～350 nm范圍內具有很強的紫外光吸收能力，其吸收區(qū)域與許多寬帶隙半導體（如TiO2[9]、SrTiO3[10]等）光吸收區(qū)重疊且相互競爭[11]。另一方面，太陽光譜中紫外光所占比例很小（約5%），而可見光的比例高達約45%。因此，開發(fā)高效、可見光響應的半導體材料是目前光催化重整木質素制氫領域的研究熱點。

本試驗選取窄帶隙的石墨相氮化碳（g-C3N4）作為一種可見光響應的非金屬有機聚合半導體材料[12-17]，通過熱聚合不同前驅體（三聚氰胺、雙氰胺、硫脲）成功制備g-C3N4光催化劑并對其進行一系列物化性質表征；采用控制變量法，分別考察不同量Pt負載及不同木質素濃度條件下，不同前驅體所合成的g-C3N4在可見光照射下光催化重整木質素制氫性能，以期獲得能夠用于工業(yè)化重整生物質制氫的高效、廉價光催化材料。

1 材料與方法

1.1 材料

所有試劑均為分析純，三聚氰胺、雙氰胺、硫脲和H2PtCl6（國藥集團化學試劑有限公司），木質素（上海麥克林生化科技有限公司），甲醇（天津市大茂化學試劑廠）。……