Page 56 - 《精细化工》2021年第11期
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·2202·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            性的效果。                                              其光吸收边界与未经掺杂的 g-C 3 N 4 相比表现出轻微
            1.2.1  P 掺杂 g-C 3 N 4                              的红移，产生了更多的光生电子，增加了产氢量。
                 P 掺杂 g-C 3 N 4 通过改变 g-C 3 N 4 的晶体结构来促         CHU等  [31] 提出了一种简单的自下而上的策略来调整
            进 g-C 3 N 4 的光吸收。WANG 等     [23] 将 g-C 3 N 4 在 N 2 环  传统 g-C 3 N 4 的能带结构。将缺电子的均苯四甲酸二
            境下进行热磷化处理，将 g-C 3 N 4 中的角位 C 原子部                   酐单体   [32] 加入到 g-C 3 N 4 网络中，可以大幅度降低其
            分取代为 P 原子，改变了 g-C 3 N 4 的晶体结构，使光                   导带，从而具有较强的光催化能力。实验结果表明，
            吸收范围从原来的 460~650 nm 扩大为 400~650                    可见光下，最佳光催化剂的析氢效率为20.6 μmol/(h·g)，
            nm [24]  ，制 备的 g-C 3 N 4 的产氢效率为 916.2              是传统 g-C 3 N 4 的 3 倍。ZHANG 等    [33] 以双氰胺为前
            μmol/(h·g)，明显优于未被 P 掺杂的 g-C 3N 4〔457.8             体，碘离子为掺杂剂制备了碘离子掺杂的 g-C 3N 4，有
            μmol/(h·g)〕。ZHU 等  [25] 将三聚氰胺和二磷酸溶于乙               效地将带隙减小了 0.06 eV，增强了光吸收。结果表
            二醇水溶液中，蒸发静置后得到了 P 掺杂的 g-C 3 N 4 ，                  明，最佳的碘掺杂 g-C 3 N 4 吸收光波长可达到 600
            平面介孔纳米花结构提高了其光采集能力                    [26] ，产氢     nm，且最佳产氢效率为 38 μmol/(h·g)，但只是传统
            效率达到 104.1 μmol/h。                                 g-C 3 N 4 〔14 μmol/(h·g)〕的两倍多。
            1.2.2  B 掺杂 g-C 3 N 4                              1.3   金属元素复合 g-C 3 N 4
                 B 掺杂在 P 掺杂的基础上，不仅改变了晶体结                           通过将金属元素与 g-C 3 N 4 进行耦合，会使
            构，还可通过调整带隙结构来调节光吸收。WANG                            g-C 3 N 4 原有的能带结构发生变化，形成新的能带结
            等 [27] 以三乙醇胺（EOA）为牺牲剂，三聚氰胺和氧                       构。通常情况下，通过金属半导体形成的新型材料
            化硼为前驱体，通过熔融盐法制备了 B 掺杂的                             会表现出光吸收的复合特征。
            g-C 3 N 4 （g-C 3 N 4 /B），其光催化机理如图 4 所示，B           1.3.1   二元复合
            掺杂调整了 g-C 3 N 4 的能带结构       [28] ，减小了带隙，加              HONG 等  [34] 以醋酸镍和硫代乙酰胺为原料，通
            快了 B 掺杂 g-C 3 N 4 量子点（BCNQDs）的运输，增                 过简 易水热处理 制备了无贵 金属 NiS 负载 的
            加了可见光的吸收。g-C 3 N 4 /B 的产氢效率达到 70.05                g-C 3 N 4 。复合后的 g-C 3 N 4 带隙缩小，光吸收强度比
            μmol/h。                                            原始样品吸收强度大幅提高。最优条件下的产氢效
                                                               率可达 48.2  μmol/h，NiS/g-C 3 N 4 的作用机理如图 5
                                                               所示。
















                                                                                               [34]
                                                                           图 5  NiS 光催化示意图
                      图 4  g-C 3 N 4 /B 光催化示意图 [28]               Fig. 5  Schematic diagram of NiS photocatalysis [34]
             Fig. 4    Schematic diagram of g-C 3 N 4 /B photocatalysis [28]
                                                                   CdS 具有适合的带隙和优良的光电性能，被认
                 同样是 B 掺杂，YAN 等      [29] 在 550 ℃下将尿素和         为是目前研究最广泛的光催化剂之一                  [35] 。GE等 [36]
            硼酸煅烧，制备了 B 掺杂的多孔 g-C 3 N 4 纳米片状复                   利用化学浸渍法合成了 CdS 可见光量子点偶联型
            合材料，复合材料比未经掺杂的 g-C 3 N 4 的带隙减小                     g-C 3 N 4 光 催化剂 （ CdS QDs/g-C 3 N 4 ）， CdS
            了 0.32 eV，同时增大了比表面积，提高了光催化性                        QDs/g-C 3 N 4 在可见光区有红移和强吸收           [37] ，最佳
            能。                                                 H 2 的生成效率可达到 17.27  μmol/h，比传统 g-C 3 N 4
            1.2.3   其他元素掺杂 g-C 3 N 4                           提高了 9 倍。
                 JIANG 等  [30] 通过热膨胀和 N 掺杂相结合的方                1.3.2   三元复合
            法，制备了多孔 N 自掺杂的 g-C 3 N 4 纳米片。该复合                       LIANG 等  [38] 将 Cd、Zn、S 源分别加入到 1,4-
            材料可以增强紫外光和可见光区域内的光吸收，且                             二羧基苯锆金属有机框架化合物（UiO-66）/g-C 3 N 4
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