王世强 康自虎 郑言贞 陶 霞

(北京化工大学 有机无机复合材料国家重点实验室， 北京 100029)

引 言

由二维的超薄纳米薄片组装而成的三维结构的g-C3N4(3D g-C3N4)光催化剂，不仅拥有大的比表面积，而且可以在光催化过程中利用入射光子在开放框架内的多重反射来增强光利用率[1]。更为重要的是，三维结构可以作为支撑有效防止超薄纳米片因范德华力引起的团聚现象，为电子运输提供通路[2]。目前，制备3D g-C3N4的方法可分为模板法与非模板法。使用模板法制备g-C3N4的过程中，往往需要复杂的前驱体灌注和利用有害的化学试剂除去模板的步骤，整个过程不仅复杂而且会对环境带来破坏[3]。超分子自组装法作为一种非模板法，可以通过改变自组装过程的条件对氮化碳的构成、形貌和光电化学性质进行优化，进一步促进其光催化性能提升[4-6]，而且这种方法还具有过程简单、原料价格低廉、环境友好等优点[7]。

考虑到贵金属作为g-C3N4光催化产氢助催化剂会受到其稀缺性和高成本的制约，因此发展低成本的光催化产氢助催化剂是有必要的[8]。Liu等[9]通过密度泛函理论预测了过渡金属磷化物具有作为高活性产氢助催化剂的潜力。此后，过渡金属磷化物凭借其低过电位和高稳定性，开始作为有效的助催化剂应用于g-C3N4光催化产氢中[10-12]，这些都证明了过渡金属磷化物具有广阔的应用前景。

对于制备过渡金属磷化镍负载的3D g-C3N4，选用合适的负载方式是关键。通过表面磷化的方法往往需要繁琐的步骤，并释放出剧毒的磷化氢(PH3)气体，甚至会使氮化碳结构内出现不可定量的磷元素的掺杂，带来不利的影响[13]。……