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一维结构的g-CN纳米管或纳米棒,有利于光生电子空穴对沿轴向定向传输和分离, 从而能够达到优化g-CN4光催化活性的目的7,38。g-CN4纳米管、纳米棒的形貌和结构有 各种不同的样式,因此其制备方式也多种多样。BezawitZ等B采用水热法合成g-CN4纳米 棒,在催化OER中表现出高的活性和稳定性。其高催化性能主要是由于其一维形貌和氧化 吡啶N的存在而暴露出大量的活性位点,增加了电化学活性表面积和电荷转移效率。Zeng 等s通过直接加热含水三聚氰胺纳米纤维,合成具有氧掺杂的多孔g-CN纳米棒。能够同 时实现光催化污染物降解和析氢。Mo等4以三聚氰胺为前驱体通过无模板水热辅助热聚合 方法合成出含有丰富氮缺陷的g-CN纳米管,如图2所示。管状结构与氮缺陷的协同作用 一方面暴露出更多的活性位点,另一方面增强了光吸收并促进光生电子空穴的有效分离, 具有优异的析氢活性。Zho等以三聚氰胺甲醛(MF)树脂与尿素共聚,制备出一种多 级管状g-CN4。这种特殊的多级管状结构有利于电荷迁移和光生载流子分离 其可见光析 氢速率提高6.05倍,达到约75.05mol:hg。 C ON 0。H hydrosen control bond molecular self-assembly (c) cyanuric acid alcination melamine supramolecular intermediate g-CyN nanotubes 圆2g-CN纳米管的形成过程4 Fig.2 Formation process of g-CN nanotubestu L加到等借鉴了竹节状C心刹备思路4,采用一步固相反应法合成超长竹结构碳纳米 管CNCNT,并将其与gC复合,实现了光催化析氢(STH)活性的大幅提高。而且这 种g-CN4/CNCNT能够实现逃催化整体分解水,析氢速率可达92.3molg。此外,离子液 体作为溶剂和软模板也被用到调控g-CN,的结构和形貌,通过改变离子液体的浓度和种类, 在较低温度下以得到具有开放式管状结构的分层多孔g-CN啊。 1.3二维g-C3NX> 超薄的维gCN,纳米片可以借助化学氧化剥离61、热剥离或模板法481等各种方法 获得,而剥离后的纳米片能够有效缩短光生载流子从体相迁移到表面的距离,同时由于 “量子限域效应”使得带隙变宽,提高了载流子的氧化/还原能力,2Dg-CN纳米片展现 出显著优于体相g-CN的光催化性能49,s0,因而得到了广泛的关注。一维结构的 g-C3N4纳米管或纳米棒,有利于光生电子空穴对沿轴向定向传输和分离, 从而能够达到优化 g-C3N4光催化活性的目的[37,38]。g-C3N4纳米管、纳米棒的形貌和结构有 各种不同的样式,因此其制备方式也多种多样。Bezawit Z 等[39]采用水热法合成 g-C3N4纳米 棒,在催化 OER 中表现出高的活性和稳定性。其高催化性能主要是由于其一维形貌和氧化 吡啶 N 的存在而暴露出大量的活性位点,增加了电化学活性表面积和电荷转移效率。Zeng 等[40]通过直接加热含水三聚氰胺纳米纤维,合成具有氧掺杂的多孔 g-C3N4纳米棒。能够同 时实现光催化污染物降解和析氢。Mo 等[41]以三聚氰胺为前驱体通过无模板水热辅助热聚合 方法合成出含有丰富氮缺陷的 g-C3N4纳米管,如图 2 所示。管状结构与氮缺陷的协同作用 一方面暴露出更多的活性位点,另一方面增强了光吸收并促进光生电子空穴的有效分离, 具有优异的析氢活性。Zhao 等[42]以三聚氰胺甲醛(MF)树脂与尿素共聚,制备出一种多 级管状 g-C3N4。这种特殊的多级管状结构有利于电荷迁移和光生载流子分离,其可见光析 氢速率提高 6.05 倍,达到约 75.05 μmol·h-1·g-1。 图 2 g-C3N4纳米管的形成过程[41] Fig.2 Formation process of g-C3N4 nanotubes[41] Liu[43]等借鉴了竹节状 CNTs 制备思路[44],采用一步固相反应法合成超长竹结构碳纳米 管 CNCNT,并将其与 g-C3N4复合,实现了光催化析氢(STH)活性的大幅提高。而且这 种 g-C3N4/CNCNT 能够实现光催化整体分解水,析氢速率可达 92.3 μmol·g-1。此外,离子液 体作为溶剂和软模板也被用到调控 g-C3N4的结构和形貌,通过改变离子液体的浓度和种类, 在较低温度下可以得到具有开放式管状结构的分层多孔 g-C3N4 [45]。 1.3二维 g-C3N4 超薄的二维 g-C3N4纳米片可以借助化学氧化剥离[46]、热剥离[47]或模板法[48]等各种方法 获得,而剥离后的纳米片能够有效缩短光生载流子从体相迁移到表面的距离, 同时由于 “量子限域效应”使得带隙变宽,提高了载流子的氧化/还原能力,2D g-C3N4纳米片展现 出显著优于体相录用稿件,非最终出版稿 g-C3N4的光催化性能[49,50],因而得到了广泛的关注
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