陆 杨 上官莉 张 慧 王 岩 谭宇烨 孙建华＊, 刘光祥

(1江苏理工学院化学与环境工程学院，先进能源功能材料研究所，常州 213001)

(2南京晓庄学院环境科学学院，新型功能材料南京市重点实验室，南京 211171)

0 引 言

当前，在不断恶化的环境问题和全球能源危机的推动下，寻求清洁、环境友好的新型能源一直是个热门话题。氢能因为具有热效率高、能量密度大和绿色环保的优点，被认为是代替传统能源最适合的能源载体之一[1-2]。1972年，日本东京大学Fujishima和Honda两位教授首次报告以TiO2为光催化剂，利用太阳能直接分解水制氢，从而开辟了利用太阳能光解水制氢的研究道路[3]。其中，光催化剂是光解水制氢技术的关键[1]。

石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种聚合物半导体，结构中的C、N原子以sp2杂化排列[4]，具有密度低、硬度高和化学稳定性好等特点。而且g-C3N4的禁带宽度为2.7 eV，其导带(CB)和价带(VB)位置分别在-1.3和1.4 V(vs RHE)(pH=7)，具有较强的光催化分解水产氢能力，成为了光解水半导体的新宠和研究热点之一[5-7]。但是由于g-C3N4带隙相对较宽，仅限于吸收太阳光谱中小于460 nm的蓝紫光；此外，还存在电荷转移率低和光生电子-空穴复合率高等不足，使得其光催化分解水制氢的效率不太理想[8-9]。为此，调节g-C3N4的能带结构，拓展其对可见光的吸收范围，是提升其光解水效率的关键因素。围绕这一主题，众多的科学工作者开展了大量而系统的研究，并已取得不错的进展。例如，通过元素掺杂和分子共聚等[10-13]方法，能够实现对g-C3N4能带结构调控，拓展其对可见光的吸收范围，从而有效提高其可见光光催化分解水产氢性能。……