席清华, 黄宜强, 陈加祥, 聂 耳,2, 孙 卓

（1. 华东师范大学 物理与电子科学学院 纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心, 上海 200241;2. 华东师范大学−阿尔伯塔大学先进科学与技术联合研究院, 上海 200241）

0 引 言

近年来, 随着社会的发展, 由工业、农业等造成的废水处理问题成为全世界关注的焦点问题[1−2], 研发高效无二次污染的水处理技术也成为研究的热点[3]. 其中, 光催化技术(Photocatalytic, PC)因其成本低廉、效率高、无二次污染等优点受到广泛关注[4−5], 该技术通过产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)、超氧自由基(O2.–)、空穴(h+)等活性粒子, 无选择性地破坏有机污染物的分子结构, 并将其降解并矿化为CO2、H2O等无机小分子. g−C3N4作为一种新型非金属半导体, 由碳和氮的单原子进行sp2杂化形成, 具有独特的平面结构[6,7]. 与其他催化剂相比, g−C3N4具有窄带隙(2.7 eV)、易于制备、成本低、来源丰富、无毒、稳定性好等特点, 成为现今光催化剂的研究热点[8].

目前, 有关g−C3N4的研究报道主要是围绕体相g−C3N4和二维(2D)g−C3N4纳米材料, 体相g−C3N4光催化剂一般是通过溶剂热法制备而成, 制得的g−C3N4纳米材料存在光生载流子复合严重、光吸收能力较差等问题, 极大地限制了g−C3N4的光催化降解速率[9−11]. 相对于体相g−C3N4, 2D g−C3N4催化剂拥有更多的反应活性位点, 光生载流子的分离速率和传输效率也更快[12], 但是由于2D g−C3N4比表面积较低等原因[13], 其光催化性能依旧不能令人满意.

三维(3D)多孔结构光催化剂由于具有较高的比表面积、机械强度和孔隙率等优点, 在最近几年备受关注……