肖舒宁， 黄 倩

（上海理工大学 材料与化学学院，上海 200093）

当前，光催化技术的可持续发展，使其被广泛认为是解决全球能源和环境问题的最重要手段之一。受植物光合作用的启发，研究人员一直在努力开发可在绿色、环保和可持续条件下进行的新有机反应[1]。

聚合物石墨相氮化碳（graphitic phase carbon nitride, g-C3N4）是一种仅含有地球上丰富的碳和氮元素的高活性光催化剂[2]。在光催化产氢、光还原CO2、以及有机物的降解等领域，g-C3N4纳米复合材料得到了广泛探索[1,3-6]。可见光光催化是有机转化的一个强大的新兴领域，具有很高的可观性[7]，与g-C3N4的结合能够进行有机化合物的功能化[8-10]。然而，关于g-C3N4基复合材料的制备以及改性后光催化性能的比较是非常有限的。本文综述了3 种不同的g-C3N4的合成方法，详细讨论了各种方法在制备g-C3N4方面的优点。此外，还阐述了改善g-C3N4光催化活性的改性方法，并对其的应用与发展进行了分析和展望。

1 半导体光催化机制

光催化是一种化学反应，能触发或加速与辐照半导体的特定还原和氧化（氧化还原）反应[11]。在半导体中，与标准氢电极（normal hydrogen electrode,NHE）相比，当导带（conduction band, CB）电子与普通氢电极相比具有−1.5～0.5 V 的化学势时，光催化剂可以用作还原剂；与NHE 化学势相比，在价带（valence band, VB）的空穴具有1.0～3.5 V 的化学势时，光催化剂表现出很强的氧化性。一旦入射光子的能量匹配或超过光催化剂的带隙，光吸收立即进行，随后电子–空穴对的光激发过程主要包括3 个关键步骤[12]：（1）太阳光照射引起的电子–空穴对产生；（2）光激发的电子和空穴转移到光触媒表面；……