-C3N4新型聚合物光催化材料的研究
g-C3N4光催化氧化还原性能调控及其环境催化性能增强
g-C3N4光催化氧化还原性能调控及其环境催化性能增强g-C3N4是一种新型的低成本、可再生的光催化材料，具有广泛的应用潜力。
然而，其光催化性能的低效率和缺乏环境催化性能限制了其在实际应用中的广泛应用。
因此，调控g-C3N4的光催化氧化还原性能以及增强其环境催化性能成为当前研究的热点。
首先，通过调控g-C3N4的结构和形貌，可以改变其光催化性能。
研究表明，g-C3N4的结构具有影响其光催化性能的重要作用。
例如，调控g-C3N4的间隙结构和表面形貌可以提高其电子传输速率和光吸收能力，从而提高光催化活性。
此外，通过引入杂原子和掺杂材料可以调控g-C3N4的能带结构和能隙大小，进一步优化其光催化性能。
因此，通过调控g-C3N4的结构和形貌可以有效提高其光催化氧化还原性能。
其次，通过调控g-C3N4的表面性质，可以增强其环境催化性能。
g-C3N4的表面性质直接影响其各种催化反应的速率和选择性。
例如，通过在g-C3N4表面修饰共价有机框架材料可以增加其特定催化反应的催化活性和选择性。
此外，利用介孔材料包裹g-C3N4可以增加其比表面积，提高催化反应的效率。
另外，通过调控g-C3N4的表面酸碱性和氧化还原性质，可以调节其对污染物的吸附和催化活性，进一步提高其环境催化性能。
最后，通过复合材料的构建，也可以增强g-C3N4的光催化氧化还原性能和环境催化性能。
g-C3N4与其他材料的复合可以通过协同作用提高其光催化活性和稳定性。
例如，将g-C3N4与纳米金属复合可以增强其光催化还原性能；将其与二氧化钛复合可以提高其环境催化性能。
此外，通过调控复合材料的结构和组成，还可以实现对光催化氧化还原性能和环境催化性能的更精确调控。
综上所述，通过调控g-C3N4的光催化氧化还原性能以及增强其环境催化性能可以有效提高其应用潜力。
未来的研究可以进一步探索g-C3N4在其他领域中的应用，并进一步优化其性能，以实现更大的环境益处综上所述，调控g-C3N4的表面性质和构建复合材料是提高其光催化氧化还原性能和环境催化性能的有效方法。
g-C_3N_4基纳米复合材料的制备及其光催化性能研究
g-C_3N_4基纳米复合材料的制备及其光催化性能研究五颜六色的饰品、家具早已成为了生活中必不可少的点缀,而印染业大量使用人工有机染料却可能正在毁坏着环境。
近年来,保护环境的号召喊得越来越响亮,如何利用一种对环境友好且高效节能的技术来解决环境污染的问题成为了新世纪科学家们关心的话题。
在上述背景下,半导体光催化技术作为一种绿色无污染的技术,在解决环境污染问题尤其是水污染方面的问题得到了研究者们广泛的关注。
TiO<sub>2</sub>作为一种传统的光催化剂,其在能源与环境领域被研究者们研究了很久。
但是TiO<sub>2</sub>的缺点也很明显,比如它的带隙较大（大约是3.2eV）只能吸收太阳光中处于紫外光区的光,这一点严重地限制了其对太阳光的使用率。
鉴于此,探索一种使用可见光进行催化的光催化剂成为了光催化研究领域的一大热门方向。
g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>是近些年光催化领域研究的一个热门半导体材料,其禁带宽度比TiO<sub>2</sub>要小（大约是2.7eV）,对可见光有吸收。
除此之外,g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>具有化学稳定性好、制备方法简便、原料来源丰富等优点。
但是g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>也有缺点比如:比表面积较小、光生电子和空穴的复合率较高、光催化效率不高等。
构建表面异质结和用金属元素掺杂是改性光催化剂的重要方法,本文从以上两个角度考虑,成功制备出了TiO<sub>2</sub>纳米棒/g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>纳米片异质结、镧掺杂g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>纳米片和钆掺杂g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>纳米片。
g—C3N4-TiO2光催化研究进展
g—C3N4-TiO2光催化研究进展环境污染和能源短缺已经给人类的健康和生命带来了巨大的危害，因此，它们已经成为全社会面临的两个全球性问题。
光催化作为解决环境和能源问题的有效途径，已经成为时代的需要，引起了研究者的广泛关注。
在众多半导体光催化剂中，TiO2已经成为环境净化的标杆，用于多种有机物、病毒、细菌、真菌、藻类和癌细胞研究领域，可以将有机污染物完全降解并矿化成CO2、H2O和无害无机物。
但是，TiO2的禁带宽度仅为3.2ev，对地球太阳光的吸收利用率仅占5%，所以，研究者们提出了许多改性方法。
1TiO2改性研究进展在已经研究的各种光催化剂中，TiO2被认为是最有潜力的一种，因为它具有成本低、无毒、性能稳定的优点。
在实际应用中，二氧化钛因其较强的光催化性能、化学和生物惰性、高光化学稳定性被广泛应用于有机化合物的分解中。
然而，传统TiO2在催化效果上存在缺陷，主要是由以下两个方面引起的。
一方面，约3.2 eV的带隙使其只能吸收紫外线区域的光，对可见光的吸收几乎为零，从而没有有效利用地球太阳光资源；另一方面，光生电子和空穴的复合现象严重，极大地限制了TiO2的催化性能[1-3]。
目前，已经报道了各种提高TiO2催化活性的改性方法，如非金属氧化物负载、半导体材料表面吸附可发生敏化的染料，或带有磁性的Fe离子混摻等，都很有效的激发了光催化活性。
G.Scarduelli等采用射频磁控法制备了TiO2、N掺杂TiO2、V（钒）掺杂TiO2和V-N共掺杂TiO2薄膜。
研究表明，N掺杂、V掺杂和V-N共掺杂分别使TiO2的带隙降低到3.0eV、2.8eV和2.5eV。
通过对亚甲基蓝、氯酚和硝基苯酚降解观察到，与单掺杂和未掺杂TiO2相比，因可见光吸收光谱拓宽和降低光生电荷复合等因素，V-N共掺杂TiO2具有最高的光催化活性。
Mehrzad Feilizadeh等采用溶胶-凝胶法成功地合成了镧系/聚乙二醇修饰的TiO2（La/Peg/TiO2）。
调控g-C3N4的带隙以及形貌来改进其光催化性能
调控g-C3N4的带隙以及形貌来改进其光催化性能调控g-C3N4的带隙以及形貌来改进其光催化性能近年来，光催化技术因其在环境修复、水分解和有机合成等领域的广泛应用受到了广泛关注。
g-C3N4作为一种新型的光催化材料，具有良好的光吸收性能和光催化活性，受到了越来越多研究者的关注。
然而，g-C3N4的带隙较窄，其光催化性能有待改进。
因此，调控g-C3N4的带隙以及形貌来改进其光催化性能成为一个热门研究课题。
首先，调控g-C3N4的带隙是提高其光催化性能的关键。
通过调控g-C3N4的结构和成分，可以有效地调整其带隙大小。
研究表明，引入杂原子或复合材料制备的g-C3N4可以增加其带隙，从而扩展其光吸收范围和光催化活性。
例如，针对g-C3N4的带隙窄的问题，研究人员提出了一种通过掺杂制备g-C3N4的方法。
通过掺杂氮、硫、磷等材料，可以改变g-C3N4的电子结构，减小其带隙。
此外，研究者还利用原位调控方法控制g-C3N4的氮含量，实现了带隙的调控。
这些调控手段的应用可以显著提高g-C3N4的可见光催化活性。
其次，调控g-C3N4的形貌也可对其光催化性能产生显著影响。
g-C3N4的形貌结构直接影响光吸收和电子传输行为，因此，调控其形貌以改善光催化效果是非常重要的。
一些研究表明，通过改变g-C3N4的制备条件和添加模板剂等手段，可以有效地调控其形貌。
例如，在水热合成过程中加入模板剂可以限制g-C3N4的生长方向，从而形成不同的形貌结构。
研究还表明，g-C3N4纳米片的制备可以增加其比表面积和光催化活性。
此外，还有研究报道了利用共沉淀法、溶胶-凝胶法等制备方法来调控g-C3N4的形貌结构。
通过这些调控手段，可以有效地提高g-C3N4的光催化性能。
综上所述，调控g-C3N4的带隙以及形貌是改进其光催化性能的重要途径。
通过引入杂原子或复合材料制备g-C3N4、调控其氮含量与制备条件以及添加模板剂等方法可以实现对g-C3N4的带隙和形貌结构的调控。
特殊形貌g-C3N4基光催化材料的研究进展
tube/rod/array, porous microsphere, gel and biomimetic morphology, and discusses the structure-function
第1期
杨冬等：特殊形貌 g-C3N4 基光催化材料的研究进展
材料的综述目前尚未见到公开报道。特殊形貌的
g-C3N4 具有较强的光吸收能力和高比表面积，且易
于循环利用，可促进物质传递和电荷分离，有利于
电子-空穴的激发、迁移和利用，因而具有较高的
光催化效率 （表 1）。本文以形貌划分，分别对管/
棒/阵列、多孔微球、凝胶和仿生形貌等 g-C3N4 基
YANG Dong1，2，ZHOU Zhiyuan1，DING Fei3，4，ZHAO Xuyang1，CHEN Yao3，4，JIANG Zhongyi3，4
(1 Key Laboratory of Systems Bioengineering of Ministry of Education, School of Chemical Engineering and Technology,
g-C3N4 与其他半导体、聚合物和电子受体 （如石墨
烯等） 耦合，不仅可以抑制 g-C3N4 光生载流子的复
合，而且可以通过协同效应赋予复合物新的功能和
特性[11-13]。
半导体材料的光催化过程通常包括以下 3 个主
要步骤 （图 1） [14]。
图 1 g-C3N4 材料光催化过程示意图
gC3N4光催化性能的研究进展
gC3N4光催化性能的研究进展一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，光催化技术作为一种绿色、环保的能源转化和环境污染治理手段，受到了广泛关注。
g-C3N4，作为一种非金属半导体光催化剂，因其独特的电子结构和良好的化学稳定性，在光催化领域展现出了广阔的应用前景。
本文旨在对g-C3N4光催化性能的研究进展进行全面的概述，从g-C3N4的基本性质出发，探讨其光催化机理，分析影响光催化性能的关键因素，总结当前的研究热点和未来的发展趋势，以期为g-C3N4光催化性能的优化和应用提供有益的参考。
本文将介绍g-C3N4的基本性质，包括其晶体结构、电子结构和光学性质等，为后续的光催化性能研究奠定基础。
接着，从光催化机理出发，阐述g-C3N4在光催化过程中的电子传递和能量转换过程，揭示其光催化活性的本质。
在此基础上，分析影响g-C3N4光催化性能的关键因素，如制备方法、形貌结构、表面性质等，为后续的性能优化提供指导。
然后，本文将重点介绍g-C3N4在光催化领域的应用研究进展，包括光催化分解水制氢、光催化还原二氧化碳、光催化降解有机污染物等方面。
通过综述这些应用领域的研究现状和发展趋势，展示g-C3N4光催化技术的实际应用价值和潜力。
本文将对g-C3N4光催化性能的研究前景进行展望，探讨未来可能的研究方向和挑战。
通过本文的概述，希望能为g-C3N4光催化性能的研究和应用提供有益的参考和启示。
二、gC3N4的基本性质与合成方法gC3N4，也被称为石墨相氮化碳，是一种非金属二维半导体材料，因其独特的电子结构和出色的物理化学性质，近年来在光催化领域引起了广泛关注。
gC3N4具有适中的禁带宽度（约7 eV），能吸收可见光，且其能带结构、电子态密度等性质使其具备成为高效光催化剂的潜力。
在合成gC3N4的方法上，研究者们已经探索出多种途径。
其中，热缩聚法是最常见的一种方法，通过将富含氮的前驱体（如尿素、硫脲、双氰胺等）在高温下进行热解，可以制得gC3N4。
219413914_g-C3N4基材料在光催化中的应用
第52卷第6期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 6 2023年6月 Liaoning Chemical Industry June，2023基金项目： 辽宁省教育厅高等学校基本科研项目（项目编号： LJKZ0614）。
收稿日期： 2022-12-30g -C 3N 4基材料在光催化中的应用冯效迁，徐金鑫（辽宁工业大学 化学与环境工程学院，辽宁 锦州 121001）摘 要：近些年来，随着工业进步和科技发展，能源与环境问题日益严峻。
为了实现可持续发展，研究者们不断探索绿色环保的新兴技术。
光催化技术利用完全清洁的太阳能，能够实现产氢、还原CO 2、降解有机污染物等多种反应过程，完全满足当代社会可持续发展的要求，而且较传统技术相比有很大的优势。
g-C 3N 4具有独特的层状结构、化学稳定性高，禁带宽度适中（~2.7 eV ），是环境友好的光催化剂。
为了对g-C 3N 4的光催化性能进行更好的提升，一般通过元素掺杂、复合改性等方法对g-C 3N 4改性和修饰。
对光催化和氮化碳的基本情况进行了简要的介绍，并对未来发展方向作出了展望。
关 键 词：光催化； g-C 3N 4； 改性中图分类号：O643 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）06-0849-04随着技术和工业的发展，环境污染与能源匮乏已成为严重问题。
光催化是利用半导体材料的光响应特性，在光照下产生强还原性的光生电子和强氧化性的光生空穴。
光生电子和空穴可以直接触发氧化还原反应，如水的分解和二氧化碳的还原，从而实现高效的H 2能量回收和二氧化碳循环利用。
也能产生各种自由基，进而将各类难以处理的有机污染物氧化成二氧化碳和水，实现水体净化。
由于太阳能近乎无穷无尽，近年来，光催化技术在能源和环境保护领域受到广泛关注。
石墨相氮化碳（g-C 3N 4）具有类似于石墨的二维层状结构，其中各层通过范德华力连接。
作为一种半导体材料，g-C 3N 4具有成本低廉、结构稳定、热导率高等优点，但g-C 3N 4的比表面积较小，导致光生载流子分离效率低，且在可见光下响应范围窄，往往通过需要对其进行改性以提高光催化活性。
gC3N4光催化性能的研究进展
gC3N4光催化性能的研究进展一、本文概述1、介绍gC3N4的基本性质和应用背景。
石墨相氮化碳（gC3N4）是一种新兴的二维纳米材料，因其独特的电子结构和物理化学性质，在光催化领域引起了广泛关注。
gC3N4具有类似于石墨烯的层状结构，但其组成元素为碳和氮，而非石墨烯中的纯碳。
这种结构赋予了gC3N4良好的化学稳定性和独特的光学特性。
在光照条件下，gC3N4能够有效吸收光能并转化为化学能，从而驱动光催化反应的发生。
近年来，随着环境污染问题的日益严重和能源需求的不断增长，光催化技术作为一种高效、环保的能源转换和污染物治理手段，受到了广泛研究。
gC3N4作为一种性能优异的光催化剂，在光解水产氢、有机物降解、二氧化碳还原等方面展现出巨大的应用潜力。
gC3N4还具有原料来源广泛、制备工艺简单、成本低廉等优点，使得其在光催化领域的应用前景十分广阔。
因此，对gC3N4光催化性能的研究不仅有助于推动光催化技术的发展，也为解决当前的环境和能源问题提供了新的思路和方法。
本文将对gC3N4光催化性能的研究进展进行综述，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。
2、阐述光催化技术的重要性和gC3N4在光催化领域的研究意义。
光催化技术，作为一种高效、环保的能源转换方式，近年来受到了广泛的关注和研究。
该技术利用光能激发催化剂产生电子-空穴对，进而驱动氧化还原反应的发生，实现光能向化学能的转换。
这种技术不仅可以在太阳能利用、环境治理、有机物合成等领域发挥重要作用，而且对于推动可持续发展和绿色化学的发展具有重要意义。
在众多光催化剂中，石墨相氮化碳（gC3N4）因其独特的结构和性质，成为了光催化领域的研究热点。
gC3N4是一种非金属半导体材料，具有合适的禁带宽度、良好的化学稳定性和丰富的表面活性位点，这些性质使得gC3N4在光催化领域具有广阔的应用前景。
gC3N4的制备原料丰富、成本低廉，且制备方法多样，这为其在实际应用中的推广提供了有力支持。
c3n4材料光催化问题
c3n4材料光催化问题
C3N4是一种重要的光催化材料，在光催化领域中有着广泛的应用。
然而，C3N4材料在光催化过程中存在一些问题，主要表现在以下几个方面：
1. 光生电子-空穴的复合率高：在C3N4材料中，光生电子和空穴的复合率较高，这导致光催化效率较低。
为了解决这个问题，可以通过调控材料的能级结构、增加材料的比表面积等方法来降低电子-空穴的复合率。
2. 可见光利用率低：C3N4材料对于可见光的吸收能力较弱，因此需要进一步改进其在可见光下的催化活性。
可以通过掺杂、合金化等方法来增强
C3N4材料对可见光的吸收能力。
3. 稳定性差：C3N4材料在光催化过程中容易发生降解，这限制了其在实际应用中的寿命。
为了提高C3N4材料的稳定性，可以对其进行表面修饰或掺杂等改性处理。
为了解决这些问题，科研人员进行了大量的研究工作，开发出了多种具有优异性能的新型C3N4光催化材料。
同时，在实际应用中还需要注意控制实验条件、优化反应装置等因素，以提高光催化的效率。