陈闽南, 陶 红, 宋晓峰, 王怡心, 邵 玲, 韩 啸, 刘 伟, 殷广艺, 谢心语, 严南峡

上海理工大学环境与建筑学院， 上海 200093

引 言

长期以来人们越来越关注氮缺陷石墨型氮化碳(g-C3N4)光催化材料的研究， 作为新一代非金属聚合物催化剂， g-C3N4表现出很多非凡的特性， 比如稳定性好， 光学电学性质良好。 g-C3N4已经广泛应用在有机合成， 燃料电池和光催化治理污染物等领域[1-2]。 然而g- C3N4的光催化性能仍然有很多不足之处。 比如， 由于其制作过程主要是高温缩聚， 导致了其较低的比表面积， 光生电子空穴对的高复合率， 以及有限的活性中心。

为了解决这些问题， 人们研究了很多方法以改善g-C3N4光催化性能。 包括各种金属或非金属掺杂， g-C3N4纳米结构的制备， 以及构建g-C3N4为基础、 有异质结构的纳米复合材料。 其中， 结构缺陷是提高材料光催化性能的有效方法。 有研究通过弱氧化条件下g-C3N4的氧蚀刻， 使其变为多孔g-C3N4纳米薄片， 此多孔结构提供了较大的比表面积和更多的催化活性位点， 可以提高电子传递能力， 并且其多孔性还有利于光生载流子的快速扩散， 最终提高光催化效果[3-4]。 元素缺陷也是材料改性中常用的手段， Ma等通过盐酸处理进行了初步探究[5]。 研究中使用硝酸辅助一步高温缩聚法最终合成了粒径小， 比表面积大的氮缺陷g-C3N4材料， 并通过可见光和太阳光照射下RhB的催化降解能力来评价其光催化性能， 为g-C3N4在环境净化领域的现实应用提供了新的参考依据。

1 实验部分

1.1 样品制备

取不同体积的硝酸(质量分数68%)溶液与一定量三聚氰胺搅拌混合烘干， 然后将烘干后的样品在马弗炉加热至550 ℃， 并保持4 h。……