微波法制备柔性石墨相氮化碳膜及其光电催化应用文献综述

 2021-12-23 08:12

全文总字数:1778字

文献综述

一.前言氮化碳是继碳纳米管、石墨烯等碳系材料后的新兴材料。

氮化碳分为α相、β相、立方相、准立方相以及类石墨相这5种结构。

其中石墨相氮化碳(g-C3N4)的片层结构更类似于石墨烯,这一发现引起了各界的关注。

石墨氮化碳(g-C3N4)是一种二维的非金属半导体材料,其主要由碳元素和氮元素构成,具有类石墨层状结构。

碳原子和氮原子通过sp2杂化组合成芳香环共轭环状结构,该结构通过氮原子向外延伸连接形成石墨相氮化碳单层片。

单层片间通过范德华力或氢键连接堆叠形成氮化碳,氮化碳的基本结构单位可分为三嗪环(C3N3)或者是七嗪环(C6N7)[1]。

Kroke等[2]采用密度泛函数理论(DFT)发现,C3N3构成的石墨相氮化碳比C6N7构成的石墨相氮化碳高出30 kJ/mol左右,C6N7构筑的石墨相氮化碳相对较稳定,因此普遍研究者认为C6N7是石墨相氮化碳的基本构成单元。

石墨相氮化碳具有合适的带隙宽(Eg=2.7eV), 能够在可见光下发生响应,产生光生电子(e-)和空穴(h ),其价带(VB)和导带(CB)的电势分别为 1.4eV和-1.3eV,拥有较强的氧化还原能力[3]。

g-C3N4具有很好的热稳定性,在空气氛围下,煅烧温度达到630℃时才发生轻微地热分解,升温到750℃时,石墨相氮化碳才完全分解。

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