片狀石墨相氮化碳的制備及光催化性能研究

＊何宇佩 姚微微 周中博 賈婧淼 何瀟瀟 王莉瑋

（閩江學院材料與化工學院 福建 350108）

目前世界環(huán)境污染形勢嚴峻，生態(tài)破壞和資源枯竭嚴重。其具體表現(xiàn)在：水污染，未經(jīng)過任何處理的廢水排放到江河之中，其中含有的有機污染物會導致水體富集化，造成水質惡化和水體污染，威脅著人類的健康安全。光催化技術可以利用太陽能來產(chǎn)生有高反應活性的自由基和空穴，對很多的污染物有良好的降解作用[1]。太陽能在光催化的作用下可以為人類帶來源源不斷的能量和對于污染的有效降解。而且光催化降解具有操作非常簡便、對所有污染物都具有降解功能、反應條件平穩(wěn)、環(huán)保、只需要太陽光照射即可、節(jié)約能源等優(yōu)點[2]。光催化技術能夠把太陽能轉變?yōu)榛瘜W能，從而緩解能源危機、保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展[3]。

傳統(tǒng)的半導體材料二氧化鈦由于其帶隙較寬，無法有效地利用可見光，因此難以大規(guī)模推廣應用。所以開發(fā)高效率并且穩(wěn)定性好的光催化材料成為了研究者目前的重點。2009年《Nature Materials》上報道了石墨相氮化碳（g-C3N4）用于可見光光催化分解水制備氫氣，從此國內外的研究者將目光轉向了氮化碳性質和應用研究。g-C3N4是由碳和氮兩種元素組成的黃色固體材料，它的帶隙寬度大約是2.7eV[4]，因此可以對波長為460nm左右的可見光進行響應。g-C3N4具有片層狀結構，層內為類似苯環(huán)的共軛環(huán)狀結構，他們主要通過共價鍵和氫鍵結合，其化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都很突出，熱重研究結果發(fā)現(xiàn)它在空氣條件下加熱到600℃還可以穩(wěn)定存在，不發(fā)生分解[5]；……