微波法制备致密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:7300字

文献综述

文 献 综 述一. 前言 石墨相氮化碳(g-C3N4, CN)作为一种具有可见光响应特性的半导体光催化剂,由于优异的化学稳定性和独特的电子能带结构(2.7eV) [1],被作为一种廉价、稳定、不含金属组分的可见光催化剂广泛应用于太阳能的光催化转化(如光解水产氢产氧、有机选择性光合成和有机污染物的降解等),引起人们的关注[2-5]。

因为g-C3N4不仅廉价稳定,满足人们对光催化剂的基本要求,而且还具备聚合物半导体的化学组成和能带结构易调控等特点,被认为是光催化研究领域,特别是光催化材料研究领域,值得深入探索的研究方向之一。

但是现在大多数对于g-C3N4的研究都是针对如何提高g-C3N4的可见光催化活性,而关于制备条件对g-C3N4光催化性能影响的研究并不多。

二.g-C3N4常见的制备方法近年来,g-C3N4由于其优异的性能备受瞩目,全世界的科研工作者为了成这类物质,全都耗费了大量的心血与金钱,使用了多种多样的合成方式。

目前,常用的制备方法如下[6-8]:(1) 溶剂热合成法溶剂热合成法运用水热合成方法的原理发展而来,通过改变温度与压力来控制反应的一种制备方法,这种合成方式可以保障产物中的碳氮元素的比例。

另外,通过在溶剂热合成体系中引入各类模板剂,可以对产物的形貌进行有效控制,例如可以合成出各种介孔及高比表面积材料。

(2) 电化学沉积法电化学沉积法的工作温度较低,操作简易,因此在液相中沉积C3N4薄膜一直是这些年来的科研热点。

通过电化学沉积法制备出的氮化碳薄膜在傅立叶红外光谱的检测下可以发现明显的C-N与 C=N键,这一结果说明了C3N4的生成,然而产物在XRD测试中发现许多杂乱的衍射峰,这说明实验产物不纯,依然需要科研工作者的进一步研究探索。

(3) 气相沉积法在制备亚稳相材料的过程中,除了可以利用高温高压合成法外,气相沉积法也是常用的选择。

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