g-C3N4基納米復(fù)合材料在光催化領(lǐng)域的研究進(jìn)展

王麗敏 呂芳瑩 宋常超

摘 要：g-C3N4是一種新型環(huán)保且又廉價易得的非金屬半導(dǎo)體材料，被廣泛應(yīng)用于降解環(huán)境介質(zhì)污染物和生產(chǎn)可再生清潔能源等領(lǐng)域。本文介紹了g-C3N4基納米復(fù)合材料的制備及其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用，包括光催化降解污染物、光催化制氫、光催化還原CO2等。大量的研究表明，為進(jìn)一步擴(kuò)大g-C3N4復(fù)合光催化材料應(yīng)用，研究者們采用調(diào)控形貌、元素?fù)诫s、與其他半導(dǎo)體復(fù)合、貴金屬沉積、多孔化等多種方法對g-C3N4進(jìn)行了改性，使得光催化性能有所升高。

關(guān)鍵詞：g-C3N4;光催化;降解;產(chǎn)氫;CO2還原

中圖分類號：O643.36? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1673-260X（2020）10-0008-06

1 引言

隨著社會的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，解決化石燃料導(dǎo)致的環(huán)境污染和能源短缺問題迫在眉睫[1]。為了實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展，研究者們不斷探索綠色、環(huán)保、高效的新興技術(shù)。光催化技術(shù)是光能驅(qū)動的反應(yīng)過程，利用催化劑使豐富的太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，具有綠色友好、成本低等特點，被認(rèn)為是最有前途的技術(shù)之一。

高效、低成本和易于制備的光催化劑是光催化研究的重中之重，在過去的數(shù)十年內(nèi)，光催化劑多基于金屬氧化物、金屬硫化物及氧化物的聚合半導(dǎo)體等。這些半導(dǎo)體在表現(xiàn)出良好性能的同時也對環(huán)境造成了污染，且價格較貴[2-4]。

石墨相氮化碳（g-C3N4）是一種二維層狀結(jié)構(gòu)的無金屬聚合物型半導(dǎo)體，由豐度高的元素組成，層與層之間以范德華力相結(jié)合。因其具有良好的可見光響應(yīng)性質(zhì)、高的熱和化學(xué)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)形態(tài)易調(diào)控、無毒、容易制備、廉價易得等眾多優(yōu)勢，自2009年首次[5]發(fā)現(xiàn)它應(yīng)用在可見光照下分解水產(chǎn)氫氣和氧氣以來，引起研究者的廣泛關(guān)注。但是，g-C3N4與其他傳統(tǒng)光催化劑（金屬氧化物、金屬硫化物）一樣，具有光生電子-空穴復(fù)合率高、可見光吸收范圍窄等缺點。近幾年來，將g-C3N4改性合成g-C3N4基光催化劑成為各大高校熱衷的研究課題，廣大研究者嘗試大量不同方法來修飾g-C3N4，包括構(gòu)建異質(zhì)結(jié)、染料敏化、調(diào)控形貌、增大比表面積、貴金屬沉積、金屬或非金屬摻雜[6，7]等。本文介紹了 g-C3N4基催化劑在水中污染物處理、光解水制氫、CO2還原等領(lǐng)域的應(yīng)用，并展望了g-C3N4基光催化劑發(fā)展趨勢。

2 g-C3N4基納米復(fù)合材料光催化修復(fù)治理廢水 ? 根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，我國日前工業(yè)廢水污染嚴(yán)重[8]，紡織、造紙、化妝品、印刷等行業(yè)每年排放大量的污染物，造成了水體環(huán)境的嚴(yán)重污染，同樣對人體健康也造成了不可逆轉(zhuǎn)的影響和傷害[9]。為此，學(xué)者和研究人員進(jìn)行了大量的探索。

2.1 光催化降解染料廢水

Li研究組[10]首先以金屬基反應(yīng)性離子液體[Omim]FeCl為原料，通過煅燒法制備了Fe摻雜的g-C3N4（Fee CN）光催化劑。結(jié)果表明，F(xiàn)ee CN在可見光照射條件下能有效地降解羅丹明B（RhB）。陳葉權(quán)等[11]利用水熱法將制備的N摻雜TiO2與二氰二胺混合，進(jìn)行高溫焙燒得到復(fù)合光催化材料，研究發(fā)現(xiàn)，在氙燈模擬可見光照射下（λ>420nm）， N-TiO2/g-C3N4降解RhB的一級動力學(xué)常數(shù)達(dá)0.1215min-1，分別是N-TiO2和g-C3N4的20倍，而且反復(fù)進(jìn)行了4次實驗以后，降解率還依然保持92%，具有良好的重復(fù)利用率。Ding[12]小組提出利用煅燒和溶液沉淀法合成g-C3N4/Ag3PO4復(fù)合光催化劑。實驗表明，該復(fù)合材料同時對甲基橙（MO）和RhB都表現(xiàn)出良好的光催化活性，降解率高于純g-C3N4納米片和Ag3PO4。同時，該復(fù)合材料穩(wěn)定性較強(qiáng)，循環(huán)運(yùn)行3次后，僅觀察到活性輕微的下降。郭桂全[13]等人也制備了Ag/g-C3N4光催化劑，不同于汪等人的合成方法，該課題組采用高溫?zé)峤饽蛩氐姆椒ㄖ苽鋑-C3N4，然后利用超聲剝離法使g-C3N4分層，形成片狀結(jié)構(gòu)，再利用浸漬法使AgNO3溶液負(fù)載于g-C3N4的表面，最后利用抗壞血酸將其還原成銀，負(fù)載到g-C3N4表面上，形成Ag/g-C3N4復(fù)合納米光催化劑。結(jié)果顯示，隨著載銀量的增加，在光照的條件下，該催化劑對MO和RhB的降解率越來越高，而且對RhB的降解率大于對MO的降解率，從而證明了光催化材料存在選擇性降解。Lan等[14]通過原位沉積和氧化法合成了全固態(tài)核殼Z型Bi@β-Bi2O3/g-C3N4異質(zhì)結(jié)，其中，鉍作為橋梁在β-Bi2O3和g-C3N4之間傳遞電子，這種結(jié)構(gòu)促進(jìn)了光生載流子的時空分離，同時保留了原有的氧化還原反應(yīng)中心。因此催化劑展現(xiàn)出優(yōu)異的可見光催化降解2，3-二羥基萘（2，3-DHN）性能，照射100min后去除率高達(dá)87.0%。此項研究為多環(huán)芳烴及其衍生物的光催化消除機(jī)理提供了新的思路。

Yang等[15]采用一鍋法合成了三明治型結(jié)構(gòu)的GO/g-C3N4-Co復(fù)合物，這種復(fù)合催化劑大大提高了降解亞甲基藍(lán)（MB）的效果，其中GO/g-C3N4-Co（3%）反應(yīng)速率常數(shù)為0.946h-1，分別比純g-C3N4和GO/C3N4快4.9和2.18倍，這歸因于引入Co后增加了反應(yīng)的活性位。

茜素紅（ARS）因其具有強(qiáng)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高毒性等特點導(dǎo)致其很難被徹底處理。吳之強(qiáng)等人[16]選用能帶結(jié)構(gòu)相匹配的SiC和g-C3N4構(gòu)建異質(zhì)結(jié)，旨在促進(jìn)電子-空穴的分離與傳輸，進(jìn)而提高處理ARS的效果。首先采用熱解法和溶膠-凝膠-碳熱還原法分別合成了納米級g-C3N4和納米級β-SiC，之后通過浸漬-熱處理法將兩者復(fù)合，并通過質(zhì)子化改性合成了P-g-C3N4/β-SiC復(fù)合光催化劑，應(yīng)用于光降解ARS染料實驗。研究表明，P-g-C3N4/β-SiC復(fù)合材料不僅降低了光生電子-空穴對的復(fù)合率，而且提高了光生載流子的遷移率，進(jìn)而提高了催化性能。該催化劑在降解ARS過程中，超氧自由基（·O2-）是主要的活性物種，60min內(nèi)光降解率達(dá)到99.9%，速率常數(shù)K為0.0967min-1，且重復(fù)使用9次后無明顯下降，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于β-SiC、g-C3N4、P-g-C3N4和g-C3N4/β-SiC樣品，也優(yōu)于目前報道的大部分催化劑。

2.2 光催化降解抗生素廢水

Wang等[17]通過超聲輔助合成策略制備了硫摻雜碳量子點（S-CQDs）/空心管狀g-C3N4復(fù)合光催化劑（HTCN-C），被認(rèn)為是降解四環(huán)素（TC）的有效催化劑。同時，能夠破壞廢水系統(tǒng)中典型革蘭氏陰性細(xì)菌（大腸桿菌）。中空管狀g-C3N4的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和改性碳量子點的復(fù)合促進(jìn)了電子轉(zhuǎn)移和電荷分離，從而顯著提高了光催化效率。受益于這些優(yōu)點，優(yōu)化的催化劑（HTCN-C（2））表現(xiàn)出更加優(yōu)異的性能，可見光照射下降解TC的反應(yīng)速率為0.0293min-1，大腸桿菌的降解率為99.99%。薛闖研究組[18]通過球磨法結(jié)合空氣氧化刻蝕法制備了Mo/g-C3N4二維納米片，并以異丁基黃藥溶液作為模擬廢水，考察其光催化性能。實驗結(jié)果顯示，當(dāng)異丁基鈉黃藥的初始濃度為50mg/L、PH=7、反應(yīng)6h時降解率為90.12%，反復(fù)運(yùn)行5次實驗后，降解率僅下降了8.92%，說明具有良好的穩(wěn)定性。Hu等[19]成功地制備了1D/2D TiO2納米棒/g-C3N4納米片的Z型納米復(fù)合材料，應(yīng)用于光催化降解環(huán)丙沙星（CIP）。以含30wt% g-C3N4的樣品作為催化劑，在pH=6.3、CIP濃度為15μmol/L的條件下，60分鐘內(nèi)CIP的降解率可達(dá)到93.4%，分別為市售TiO2粉末和g-C3N4納米片的2.3倍和7.5倍。同時系統(tǒng)研究了催化劑、CIP濃度和pH對降解效果的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)CIP濃度高于10μmol/L時，光降解過程符合一級動力學(xué)模型，h+和·OH在CIP降解過程中起主要作用。Kang等[20]通過浸漬-煅燒法合成了MoS2/g-C3N4/Bi24O31Cl10（MS/CN/BOC）三元異質(zhì)結(jié)光催化劑，其在模擬可見光照射下顯示出優(yōu)良的光降解抗生素效率，50min內(nèi)可去除97.5%的TC，分別是相同條件下BOC、CN/BOC、MS/BOC的5.38、1.96和2.51倍。根據(jù)表征結(jié)果可推測，三元MS/CN/BOC催化劑增強(qiáng)的光催化活性歸因于改善的光吸收性能、電子-空穴對的分離與傳輸效率和強(qiáng)的氧化還原能力。

2.3 光催化滅活水體藻細(xì)胞

水體中藻類在短期內(nèi)的快速過量繁殖不僅污染了水環(huán)境，也對生物產(chǎn)生了嚴(yán)重危害。當(dāng)前光催化技術(shù)被認(rèn)為是治理水體藻類的有效方法之一。李航等[21]以CuCl2·2H2O和雙氰胺為原料通過熱聚合法制備了一系列不同比例Cu（Cu的含量分別為0.5%、1%、3%、5%）摻雜的g-C3N4光催化劑，將其應(yīng)用于光催化去除銅綠微囊藻實驗。結(jié)果顯示，純g-C3N4對藻細(xì)胞的滅活效果不明顯，隨著Cu摻雜量逐漸增加，對藻細(xì)胞的滅活效率呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，5%Cu-C3N4的滅活效率可達(dá)到79.4%，并且具有良好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性，這主要?dú)w因于Cu摻入后，以CuO的形式覆蓋在催化劑表面，致使催化劑對光的吸收效率和電子空穴分離效率均有所提高。

2.4 光催化降解其他化合物廢水

2016年，曾振興研究組[22]以多孔g-C3N4和氯鉑酸為前體，利用原位光還原法制備了一系列高度分散的鉑沉積在多孔g-C3N4之上的Pt/pg-C3N4催化劑。結(jié)果表明，在可見光照射下該催化劑可以高效降解偶氮染料，另外，還可以進(jìn)一步降解和礦化4-氟苯酚水溶液，并展現(xiàn)出較高的催化活性。王新等[23]把g-C3N4納米片當(dāng)作模板，采用水熱法原位合成AgInS2/g-C3N4復(fù)合光催化材料，應(yīng)用于處理揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）。研究表明，該復(fù)合光催化材料在以鄰二氯苯為目標(biāo)降解物的實驗中，在可見光照射8h后降解率為62.7%，動力學(xué)常數(shù)分別是純的g-C3N4納米片和AgInS2的2.13和1.76倍，光催化活性的提高源于有效地抑制了光生載流子的復(fù)合。王琪等人[24]通過高溫?zé)峤馊矍璋分苽淞薵-C3N4，后又通過水熱法合成不同BiWO6含量的BiWO6-CN復(fù)合材料，并開展了以甲苯為目標(biāo)物的降解實驗。研究結(jié)果表明，當(dāng)BiWO6的復(fù)合量為60%，催化劑投放量和光距分別是100mg和15cm時，復(fù)合材料的光催化活性最好，對甲苯的降解率達(dá)到了72%。

3 g-C3N4基納米復(fù)合材料光催化制氫

氫作為一種新型可再生的清潔能源，被認(rèn)為是理想的化石燃料替代品。光催化制氫因其成本低，無污染而被作為一種新型、理想的潔能生產(chǎn)技術(shù)。光催化劑通過裂解H2O生產(chǎn)H2，實現(xiàn)了光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，并且減少了化石燃料的使用。為了更好地利用太陽能，加速H2O的裂解反應(yīng)是當(dāng)務(wù)之急[25]。

2015年，鄭云課題組[26]以氰胺為前驅(qū)物和二氧化硅納米管（SiO2-NTs）為模板，通過硬模板法，制備了石墨相氮化碳納米管（CN-NTs）光催化劑。結(jié)果顯示，在可見光（λ>420nm）照射下，該催化劑的分解水產(chǎn)氫速率高于體相和介孔氮化碳，同時具有穩(wěn)定的光催化活性和化學(xué)結(jié)構(gòu)。閆玉梅等[27]選擇三種不同的前驅(qū)體材料（硫脲、三聚氰胺和尿素），把g-C3N4通過退火處理和浸漬法負(fù)載于TiO2納米花上，制備g-C3N4/TiO2異質(zhì)結(jié)光催化材料。研究發(fā)現(xiàn)，以尿素和硫脲為前驅(qū)時，破壞了TiO2的花狀結(jié)構(gòu)，使TiO2變成納米顆粒，再和g-C3N4納米片聚在一起，光催化產(chǎn)氫速率降低。當(dāng)以三聚氰胺作前驅(qū)體時，TiO2保持納米花狀結(jié)構(gòu)，得到的g-C3N4/TiO2具備高比表面積和光生載流子低復(fù)合率兩項優(yōu)勢，在模擬太陽光照下分解水產(chǎn)氫速率達(dá)20.75mmol/（g·h）。

Chen等人[28]將Ag通過光還原法沉積在g-C3N4半導(dǎo)體材料表面，然后通過浸漬法將硫氰酸根陰離子（SCN-）選擇性地吸附在Ag表面制得Ag/g-C3N4光催化劑，研究結(jié)果表示，在SCN-的添加濃度為0.3mmol·L-1時，g-C3N4/Ag-SCN催化劑表現(xiàn)出最高的H2釋放速率，實現(xiàn)了最高的催化活性為3.89μmol·h-1。Si等[29]介紹了一種簡單有效的大量生產(chǎn)少片層g-C3N4納米片的方法，在液氮中將體相g-C3N4剝離，之后通過π-π相互作用構(gòu)建g-C3N4/石墨烯（GDY）的2D/2D異質(zhì)結(jié)，其中GDY作為一種新型的2D碳同素異形體，具有出色的空穴傳輸性質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)含有1%GDY的2D/2D g-C3N4/GDY光催化劑性能最佳，其最高H2釋放速率為454.28μmol·h-1。優(yōu)異的光催化性能可歸因于內(nèi)置場下g-C3N4中出色的光載流子分離效率，其中GDY可以將空穴從g-C3N4迅速傳輸至犧牲劑。劉東升課題組[30]以雙-吡啶胺為有機(jī)配體，利用了加熱回流法合成Ni-L配合物，隨后又通過浸漬法制備了Ni-L-g-C3N4復(fù)合光催化劑，在300w氙燈照射下，考察其光解水產(chǎn)氫性能。相比于純相g-C3N4，在負(fù)載量為5%的條件下，產(chǎn)氫效果最佳，并且產(chǎn)氫效率隨時間的延長不斷增加，產(chǎn)氫速率達(dá)到319.4μmol/（g·h）。Guy等[31]通過水熱法在g-C3N4片層上合成了CdS納米粒子，然后使用硼氫化物還原法將Pd金屬納米粒子摻雜到g-C3N4/CdS復(fù)合物上，這種催化劑展示良好的可見光分解水產(chǎn)氫活性。隨著將Pd納米顆粒摻雜到CdS和g-C3N4結(jié)合形成的II型異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)上，延遲了載流子的重組，加速了界面電荷轉(zhuǎn)移，并且可見光吸收能力有所增強(qiáng)，最終光催化產(chǎn)氫量升高。以Pd-CdS/g-C3N4為催化劑，氫析出速率為293.0μmol/（g·h），分別是CdS/g-C3N4，Pd/CdS，CdS和g-C3N4的3.02、3.15、12.0和69.8倍。該研究為更有效、更穩(wěn)定的II型半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)負(fù)載的貴金屬催化劑設(shè)計提供了啟示。Xiao等人[32]引入PtPd合金納米粒子作為助催化劑，通過化學(xué)沉積法合成g-C3N4納米片擔(dān)載的PtPd雙金屬合金光催化劑，實驗數(shù)據(jù)表明，當(dāng)引入0.2wt%的PtPd時，PtPd/g-C3N4復(fù)合催化劑表現(xiàn)出最大產(chǎn)氫率1600.8μmol/（g·h）。尤歡[33]等人分別采用化學(xué)還原和光還原兩種方法制備了AuPd/g-C3N4復(fù)合光催化劑。結(jié)果表明，當(dāng)AuPd的負(fù)載量為1.0wt%時，光還原制備的復(fù)合催化劑呈現(xiàn)較好的產(chǎn)氫率，是化學(xué)還原法制備催化劑的7.4倍，為2140μmol/（g·h）。其原因是光還原法制備的催化劑較強(qiáng)的可見光吸收能力和表面活性位點光生電荷較快的分離和轉(zhuǎn)移速度。Cheng等[34]使用一種新型的磷化工藝，在相對低溫和空氣氣氛下合成了納米MoP粒子，然后通過混合和熱處理方法與g-C3N4組裝在一起，合成了MoP/gC3N4偶合光催化劑。與大多數(shù)報道的無貴金屬助催化劑改性的g-C3N4相比，所獲得的無貴金屬的MoP/g-C3N4光催化劑顯示出優(yōu)異的光催化產(chǎn)H2活性和優(yōu)異的穩(wěn)定性。最佳的MoP/g-C3N4光催化劑產(chǎn)H2活性高達(dá)3868μmol·h-1·g-1，相應(yīng)的表觀量子產(chǎn)率（AQY）在405nm處可達(dá)到21.6%。

不同于以上的改性策略，2019年，黃娟娟等人[35]首次報道通過尿素原位分解產(chǎn)生NH3的方法來調(diào)控g-C3N4熱處理產(chǎn)生N空位的研究。主要思路是利用NH3抑制g-C3N4熱處理時脫氮，從而調(diào)控N空位的濃度，實現(xiàn)控制N空位數(shù)量和提高結(jié)晶度的雙重目標(biāo)。實驗結(jié)果表明，利用尿素原位分解產(chǎn)生的NH3快速熱處理g-C3N4得到的催化劑，在可見光下光催化制氫性能顯著提高，進(jìn)一步優(yōu)化尿素添加量，可使制氫速率達(dá)到6.5μmol/h，是無尿素添加樣品的3倍。主要原因是尿素加入后，減小了g-C3N4的禁帶寬度、減小電子遷移阻抗、提高了光生載流子的分離效率。

4 g-C3N4基納米復(fù)合材料光催化還原CO2

近年來，因為人類的能源意識薄弱，大量的化石燃料和農(nóng)殘燃燒，CO2釋放超量。CO2作為全球溫室氣體之一，導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”，全球氣溫升高，冰川融化。目前對CO2的處理方法主要包括封存、捕獲和轉(zhuǎn)化等。其中將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值的化合物尤為重要，不但能一定程度地解決大氣變暖，還能實現(xiàn)碳循環(huán)，緩解能源短缺現(xiàn)狀。

2015年，黃艷等[36]將半導(dǎo)體BiVO4和g-C3N4納米片利用超聲分散法復(fù)合制備了g-C3N4/BiVO4復(fù)合光催化劑。該復(fù)合催化劑不是簡單的物理混合，BiVO4被g-C3N4包覆，BiVO4（002）晶面與g-C3N4緊密結(jié)合。在可見光的激發(fā)下，BiVO4和g-C3N4上的電子（e-）從價帶向?qū)кS遷，價帶留下空穴（h+），由于兩者能帶位置差距，在光生電子遷移到BiVO4的導(dǎo)帶的同時，空穴遷移到g-C3N4價帶，從而高效地抑制了電子-空穴對的復(fù)合，使電子能夠?qū)⑽接诖呋瘎┍砻娴腃O2還原為CH4（CO2+8e-+8H+→CH4+2H2O），g-C3N4價帶上的空穴將H2O氧化為O2（H2O→1/2O2+2H++2e-）。電子和空穴的高效分離使得其光催化活性比單一相g-C3N4和BiVO4都高。高艷等[37]探究了Ag/C3N4催化劑在光催化還原CO2領(lǐng)域的應(yīng)用，他們首先通過尿素?zé)峤饩酆戏ㄖ苽淞薵-C3N4，后用液相NaBH4還原法制備了Ag/g-C3N4催化劑。金屬Ag的表面等離子體共振效應(yīng)使得復(fù)合催化劑對紫外可見光的吸收明顯增強(qiáng)，同時增強(qiáng)電子能量，使得光催化性能有所提高，如1%Ag/g-C3N4產(chǎn)生的CH4的量為16.2μmol/g，是純 g-C3N4的32倍，同時產(chǎn)生CO的量是24μmol/g，是單一相g-C3N4的1.6倍。時曉羽等[38]設(shè)計了高比表面積g-C3N4負(fù)載Keggin型Cu單晶取代雜多酸催化劑，應(yīng)用于光催化還原CO2。Cu單晶取代的雜多酸（PW11Cu）和高比表面積g-C3N4（PCN）分別通過乙醚萃取法和模板劑方法制備得到，之后又通過浸漬法將兩者復(fù)合。活性評價顯示復(fù)合后活性顯著提高，CO2被高效還原為CH4，其中15%PCN活性最佳，且循環(huán)使用5次后沒有明顯下降，這是比表面積提高、帶隙寬度變窄、電子-空穴復(fù)合概率升高的綜合貢獻(xiàn)。韓春秋等[39]利用簡單的靜電吸引法將黑磷量子點（BPQD）分散地負(fù)載于g-C3N4表面上，成功地得到了BP@g-C3N4復(fù)合光催化劑。實驗結(jié)果表明，當(dāng)BPQD的負(fù)載量為1%wt時，該復(fù)合材料表現(xiàn)出最佳的光生載流子的分離率和光催化還原CO2活性，CO生成速率為6.54μmol/g。謝春妹等人[40]利用水熱法將中空CeO2納米球和g-C3N4納米片復(fù)合制備了g-C3N4/CeO2異質(zhì)結(jié)光催化劑，并在可見光下進(jìn)行光催化還原CO2實驗。研究表明，隨著CeO2的摻入，催化活性有所增強(qiáng)，但不是摻入量越大越好。當(dāng)摻雜量為10%時，催化活性最高，還原產(chǎn)物為CH3OH，總量為43.6μmol/g。

5 結(jié)論

本文總結(jié)了近幾年g-C3N4基材料在光催化處理廢水、分解水制氫、CO2還原領(lǐng)域的應(yīng)用，科研工作者通過半導(dǎo)體復(fù)合改性、元素?fù)诫s、貴金屬沉積等多種不同手段對g-C3N4的催化性能進(jìn)行了優(yōu)化，但距離投入實際生產(chǎn)生活還有一段距離。通過本文的相關(guān)討論與研究，可以看出未來研究者應(yīng)將研究重心放在合成更加環(huán)保高效的g-C3N4基材料及進(jìn)一步發(fā)掘其潛在價值，擴(kuò)大在其他催化領(lǐng)域的應(yīng)用。

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