超分子自組裝法制備氮化碳聚合物光催化劑
本文選題:氮化碳 切入點(diǎn):納米材料 出處:《中國材料進(jìn)展》2017年01期
【摘要】:利用光催化技術(shù)將低密度的太陽能轉(zhuǎn)化為高密度的化學(xué)能或直接降解有機(jī)污染物,是解決能源短缺和環(huán)境污染等問題的理想途徑。氮化碳是近期發(fā)展出來的一類聚合物半導(dǎo)體新型光催化劑,在分解水制氫、污染物降解、二氧化碳還原、選擇性有機(jī)合成等研究方面有著重要科學(xué)意義和應(yīng)用前景。前驅(qū)物超分子自組裝法是制備高效納米氮化碳光催化劑的重要合成方法之一。通過分子間的弱相互作用力,如三聚氰胺與三嗪衍生物之間的氫鍵相互作用,形成有序的超分子組裝體,再進(jìn)一步焙燒熱聚合可制備氮化碳納米材料。通過控制自組裝過程的反應(yīng)參數(shù)和條件,可以有效地調(diào)控氮化碳的組成、形貌、能帶結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能、光生載流子分離效率,從而提高氮化碳的光催化性能。綜述了超分子自組裝法合成氮化碳光催化劑的最新研究進(jìn)展,總結(jié)了系列納米結(jié)構(gòu)氮化碳光催化劑的研究工作,包括共聚合改性氮化碳、非金屬摻雜氮化碳、金屬摻雜氮化碳、金屬氧化物-氮化碳復(fù)合物、氮化碳異質(zhì)結(jié)以及高結(jié)晶度氮化碳光催化劑等。同時(shí)闡述了超分子自組裝法對氮化碳的組成、結(jié)構(gòu)和光催化性能的調(diào)控作用,并就該研究領(lǐng)域未來發(fā)展進(jìn)行了展望。
[Abstract]:Using photocatalytic technology to convert low-density solar energy into high-density chemical energy or directly degrade organic pollutants is an ideal way to solve the problems of energy shortage and environmental pollution.Carbon nitride is a new type of polymer semiconductor photocatalyst developed recently. It has important scientific significance and application prospect in hydrogen production from water degradation of pollutants carbon dioxide reduction selective organic synthesis and so on.Supramolecular self-assembly of precursors is one of the most important synthesis methods for preparing high-performance carbon nitride photocatalysts.Through the weak interaction between molecules such as hydrogen bond interaction between melamine and triazine derivatives an ordered supramolecular assembly is formed and further calcined thermal polymerization can be used to prepare carbon nitride nanomaterials.By controlling the reaction parameters and conditions of the self-assembly process, the composition, morphology, band structure, optical properties and photo-generated carrier separation efficiency of carbon nitride can be effectively controlled, thus improving the photocatalytic performance of carbon nitride.The latest research progress in the synthesis of carbon nitride photocatalysts by supramolecular self-assembly method was reviewed. The research work of a series of nanostructured carbon nitride photocatalysts was summarized, including modified carbon nitride by copolymerization, non-metal doped carbon nitride, metal doped carbon nitride, metal doped carbon nitride.Metal oxides-carbon nitride complexes, carbon nitride heterostructures and high crystallinity carbon nitride photocatalysts.The effects of supramolecular self-assembly on the composition, structure and photocatalytic properties of carbon nitride were discussed.
【作者單位】: 福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院能源與環(huán)境光催化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃“973”項(xiàng)目(2013CB632405) 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21425309) 國家“111”引智計(jì)劃
【分類號】:O643.36
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