介孔石墨相氮化碳制备及其催化应用研究进展

第45卷第11期人工晶体学报Vol. 45 No. 11 2016 年 11 月___________________________JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS_______________________November,2016

王艳环，郭强，姜涛，陈延辉，李健，闫冰

(天津科技大学化工与材料学院，天津300457)

摘要:石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种新型的非金属半导体光催化剂，具有良好的热稳定性和化学稳定性。近年来，许多研究聚焦于在g-C3N4基体中构建介孔结构。此类介孔石墨相氮化碳（mpg-C3N4)具有较大比表面积，并在催化领域得到广泛应用。本文综述了 mpg-C3N4的结构、制备方法，并详细介绍了 mpg-C3N4在催化领域的应用。未来，构建有序介孔结构及提高其光催化性能依然是mpg-C3N4领域的研究重点。

关键词:介孔氮化碳;模板剂;催化剂

中图分类号:TQ174 文献标识码:A 文章编号:1000-985X(2016) 11-2693-08 Research Progress on Preparation and Catalytic Application of

Mesoporous Graphite Phase Carbon Nitride

WANG Yan-huan, GUO Qiang, JIANG Tao, CHEN Yan-hui, LI Jian, YAN Bing

(College of Chemical Engineering and Materials Science, Tianjin University of Science & Technology, Tianjin 300457, China) Abstract：Graphite carbon nitride ( g-C3N4 ) is a new type of non-metallic organic semiconductor photocatalyst, which has good thermal stability and chemical stability. Recent years, many researches were focused to constructing g-C3N4with mesopores. This mesoporous Graphite carbon nitride ( mpg-C3N4) presented increasing specific area and widely application in catalytic fields. In this paper, the structure and preparation method of mpg-C3N4were reviewed in detail. Additionally, its application in catalytic prospect was also systematically introduced. In future, fabricating the ordered mesostructure and improving the photocatalytic performance of mpg-C3N4 will be the significant challenge in this field.

Key word：mpg-C3 N4；template ；catalyst

1引言

氮化碳材料是一种新型的非硅基碳质材料，拥有独特的二维电子结构，具有良好的物理化学稳定性、热稳定性、低密度以及良好的耐磨性等特点[1]。

1830年，Libebig和Berzelius在实验室研究合成了一种由碳和氮组成的聚合衍生物，并命名为”melon”(C6N9H3)。1922年，研究者试图对硫氰酸盐、三嗉[(C3N3)n]和七嗉[(C6N7)n]等化合物进行热解来制备氮化碳，但都未能得到明确的晶体结构。1996年，Teter和Hemley等人通过计算获取了氮化碳可能存在的五种晶相结构[2]，分另丨〗为a相、(3相、立方（cubic)相、准立方(pseudo-cubic)相以及石墨（graphitic)相。图1为五种不同晶相结构的氮化碳材料。在其同素异形体中，a相、(3相、立方（cubic)相、准立方（pseudo-cubic)相基金项目：国家自然基金（21306139,21371131);天津市应用基础与前沿技术研究计划（14JCYBJC20800);天津科技大学青年创新基金 (2015LG07,2014CXLG15)

作者简介:王艳环（1989-)，女，天津市人，硕士研究生。

通讯作者:李健，男，讲师。