光催化材料石墨相氮化碳研究进展
2021-10-22黎小芳沈群李覃吕康乐武汉轻工大学化学与环境工程学院武汉400杭州市质量技术监督检测院杭州009中南民族大学资源与环境科学学院资源转化与污染控制国家民委重点实验室武汉40074
中南民族大学学报(自然科学版) 2021年5期
关键词:结构
黎小芳,沈群,李覃,吕康乐*( 武汉轻工大学 化学与环境工程学院,武汉 400; 杭州市质量技术监督检测院,杭州 009; 中南民族大学 资源与环境科学学院 资源转化与污染控制国家民委重点实验室,武汉40074)
化石能源匮乏及由于化石能源消耗所带来的严重环境污染,是当前人类面临的主要挑战[1].开发取之不尽的绿色清洁太阳能,已成为当今社会研究的热点.其中,半导体光催化技术可以将太阳能转化成化学能,被认为是缓解能源危机、保护生态环境、实现绿色可持续发展的最具前景的解决途径之一[2].因此,寻找经济、高效和稳定的光催化剂来引发重要的光化学反应,如光催化分解水产氢、CO2还原、氮氧化物(NOx)去除和污染物降解等,已成为目前能源和环境领域的研究热点[3].
考虑到金属催化剂在使用过程中,可能存在金属离子流失而导致二次污染的风险,科学家们开始寻找高效的非金属催化材料.2009年,王心晨课题组首次报道了类石墨相氮化碳(g-C3N4)半导体材料,其表现出优越的可见光催化析氢性能[4].这一重要发现,成为光催化在太阳能转化和利用方面的开拓性研究成果,标志着有机半导体光催化时代的开始.
g-C3N4显示出许多独特且吸引人的优点,主要包括较窄的带隙(~2.7 eV)、较强的可见光响应、独特的电子能带结构、优异的热和化学稳定性、易于制备和功能化等,这些特征保证了它在可见光催化领域呈现巨大的应用潜力.但是,常规方法获得的体相g-C3N4,存……
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