Page 93 - 《精细化工》2021年第1期

第 38 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.38, No.1
202 1 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2021

功能材料
二维石墨相氮化碳纳米片的制备及其光催化性能

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段贤扬，徐继红 ，何梦奇，张雪琪
（安徽理工大学 化学工程学院，安徽 淮南 232001）

摘要：利用水热反应法将三聚氰胺悬浊液在 200 ℃下反应生成中间产物，中间产物经煅烧直接制成了二维石墨
相氮化碳（g-C 3 N 4 ）纳米片（WCN），并与本体 g-C 3 N 4 （CN）、传统热氧剥离法得到的 g-C 3 N 4 纳米片（OCN）
进行了比较。采用 SEM、XRD、FTIR、Raman、AFM、PL 对样品进行了表征，探讨了其光电化学性能和光催
化性能。结果表明，两种方法均实现了对 CN 的剥离，WCN 和 OCN 与 CN 的晶体结构和组成相同，WCN 和
OCN 比表面积分别是 CN 的 3.6 倍和 3.1 倍。光电化学分析显示，WCN 具有更好的载流子迁移与分离效率，具
有较好的光催化活性。可见光照射下，WCN 对亚甲基蓝（MB）的光催化降解率达到 82.0%，分别是 OCN 和
CN 的 2.4 倍和 6.7 倍，光催化降解过程符合一级动力学方程。WCN 具有优良的稳定性和可重复利用性能。
关键词：g-C 3 N 4 ；水热反应；比表面积；纳米片；光催化；功能材料
中图分类号：O643.36; O644.1; TB383 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 01-0083-08

Preparation of 2D graphite phase carbon nitride nanosheets and
their photocatalytic performance

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DUAN Xianyang, XU Jihong , HE Mengqi, ZHANG Xueqi
（School of Chemical Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, Anhui, China）

Abstract: The intermediate was prepared from melamine suspension at 200 ℃ by hydrothermal reaction
and then calcined to directly produce two-dimensional graphite phase carbon nitride (g-C 3N 4) nanosheets
(WCN). The WCN was compared with bulk g-C 3N 4 nanosheets (CN), and g-C 3N 4 nanosheets prepared by
traditional thermal-oxygen stripping method (OCN). The samples were characterized by SEM, XRD, FTIR,
Raman, AFM and PL techniques. The photoelectrochemical and photocatalytic properties of the samples
were investigated. The results showed that both methods achieved CN stripping. WCN and OCN had the
same crystal structure and composition as CN. The specific surface areas of WCN and OCN were 3.6-fold
and 3.1-fold that of CN, respectively. Photoelectrochemical test results indicated that WCN exhibited better
carrier migration and separation efficiency, and had better photocatalytic activity. Under visible light
irradiation, the photocatalytic degradation rate of methylene blue (MB) by WCN reached 82.0%, which was
2.4-fold and 6.7-fold that of OCN and CN, respectively. The photocatalytic degradation process of MB
conformed to the first-order kinetic equation. WCN had excellent stability and reusability.
Key words: g-C 3N 4; hydrothermal reaction; specific surface area; nanosheets; photocatalysis; functional
materials

[4]
光催化技术可利用太阳能降解环境中的污染 点，在光催化领域已引起极大关注 。本体 g-C 3 N 4
物，将太阳能转化成化学能、电能等，在解决能源 由于比表面积较小、在可见光区域响应范围窄、较
短缺等问题方面有巨大的潜力 [1-3] 。近年来，石墨相 低的光生电子-空穴分离效率等而在实际应用中受
氮化碳（g-C 3 N 4 ）由于其独特的层状结构、良好的 到了限制 [5-6] 。
可见光响应性、较高的化学稳定性及制备简单等优 二维 g-C 3 N 4 纳米片是一种提高比表面积、延长

收稿日期：2020-07-16; 定用日期：2020-08-10; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200652
基金项目：安徽高校自然科学研究项目（KJ2016A197）
作者简介：段贤扬（1991—），男，硕士生，E-mail：1349330422@qq.com。联系人：徐继红（1968—），女，副教授，E-mail：ahlgxjh@sina.com。