隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,各行各業(yè)突飛猛進(jìn),傳統(tǒng)材料的性能已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展的需求,石墨相氮化碳g-C₃N₄作為一種不含金屬組分的可見光光催化劑,具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)、高催化活性、化學(xué)與熱穩(wěn)定性好、無毒且制備簡易、不含金屬等獨(dú)特的性質(zhì),引起了科研人員的廣泛關(guān)注,在催化、材料等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文主要綜述了g-C₃N₄的基本性質(zhì)和結(jié)構(gòu),總結(jié)介紹了直接熱聚合法、硬模板法、軟模板法等g-C₃N₄常用制備方法,并從催化和材料方面對g-C₃N₄的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)和展望。 

【文章來源】：皮革與化工. 2020,37(03)

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

g-C3N4化學(xué)結(jié)構(gòu)

Sun等人[33]以正硅酸乙酯（TEOS）為前驅(qū)體，通過Scober法制備出不規(guī)則的二氧化硅微球，再以正十八烷基三甲氧基硅烷（C18TMOS）為前驅(qū)體，在二氧化硅微球表面包裹新的二氧化硅層，經(jīng)過550℃焙燒后得到最終的二氧化硅模板，內(nèi)芯為致密二氧化硅，表層為介孔二氧化硅的核殼式微球，殼厚度可以通過改變TEOS和C18TMOS的加入量來調(diào)節(jié)。以氰胺為前驅(qū)體，經(jīng)過浸漬、焙燒并利用氟化氫銨去除二氧化硅模板得到殼厚度為56～85 nm的mpg-C3N4空心微球（圖2），其比表面積較體相氮化碳提高了8倍，且其中空的核殼結(jié)構(gòu)可以通過連續(xù)反射吸收更多的入射光，以利于提供更多的電荷載體，有效地改善了mpg-C3N4空心微球的光催化性能，光解水產(chǎn)氫效率達(dá)到了7.5%。Wang等[34]以球形纖維納米二氧化硅(KCC-1)為模板劑合成了g-C3N4納米球，比表面積可達(dá)160 m2/g，從電鏡表征可知納米球是由納米片狀g-C3N4構(gòu)成的(圖3)，這種結(jié)構(gòu)有利于電荷轉(zhuǎn)移及電子空穴對分離，從而改善了g-C3N4納米球的光催化性能。Zheng等[35]以手性二氧化硅(CMS)為模板劑，通過納米澆筑的方法合成了手性螺旋g-C3N4納米棒，手性螺旋g-C3N4納米棒的手性結(jié)構(gòu)促進(jìn)了半導(dǎo)體電荷的分離及傳質(zhì)效率，有效地提高了g-C3N4的光催化性能。圖3 g-C3N4納米球形貌

圖2 空球形介孔氮化碳形貌Zhao等[36]以正硅酸乙酯為前驅(qū)體，通過調(diào)節(jié)p H值對模板劑改性合成了新型交聯(lián)雙峰介孔SBA-15。再以氰胺為前驅(qū)體，與新型交聯(lián)雙峰介孔SBA-15經(jīng)浸漬混合后焙燒并利用HF或NH4HF2去除二氧化硅模板得到類似模板形貌的介孔g-C3N4，其表面布滿了無數(shù)的孔隙，比表面積為145 m2/g，光降解率提高為體相g-C3N4的15.3倍。Zhang等[37]發(fā)現(xiàn)將熔融的氰胺浸潤經(jīng)鹽酸酸化后的SBA-15模板，再經(jīng)超聲處理后焙燒品合成了有序介孔g-C3N4，其比表面積高達(dá)517 m2/g，幾乎與SBA-15模板的比表面積一致，這表明了氰胺完全進(jìn)入經(jīng)鹽酸酸化后的SBA-15模板的孔道中。


本文編號(hào)：3265265