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《新型可见光光催化剂C3N4 地制备技术及其光催化研究进展.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、新型可见光光催化剂C3N4的制备技术及其光催化研究进展摘要：作为理论预测的超硬新材料，氮化碳可能具有良好的力学、电学、光学性能和广泛的应用前景，其合成和性能的研究引起了各国研究人员的广泛关注，已合成了具有独特性的氮化碳。目前主要采用化学气相沉积法、物理气相沉积法、高温高压法、脉冲放电与高速冲击法、溶剂热合成和机械合金化法等。本文对氮化碳的制备方法以及研究现状进行了比较详细的介绍。关键词：C3N4，制备方法，光催化，研究进展Abstract：Carbonnitridematerialspredictedbytheoreticcalculatingmayhaveexcellentpro
2、pertiesinmechanics,electricity,photicsandabroadapplications.Theresearchonsynthesesandpropertiesofcarbonnitridematerialsisinterestingforscholarsformdifferentcountries.Carbonnitridematerialswithparticularpropertieshasbeensynthesized.Itsstructureandcharacterwerereviewed,andthesyntheticmethods,inc
3、ludingCVD,PVD,highpressureandtemperature,impulsivedischargeandhighspeedimpact,solvothermalmethod,mechanochemicalreactionetal.,werecompletelyintroduced.TheperspectivesoftheinvestigationsoftheC3N4werediscussedbylookingatthenewprogressesofthecorrespondingapplicationstudies.Keywords:C3N4,preparati
4、onmethod,superhardmaterial,studydevelopment1．引言近些年，人们在合成新型超硬材料方面取得了明显的进展。除人工合成了金刚石以外，还成功地合成了立方氮化硼；虽然其硬度低于金刚石，但是所具有的其它性能仍然使其获得了广泛的应用[1]。另外，类金刚石碳（diamondlikecarbon）[2~3]的研究也方兴未艾，在保护涂层方面的应用已经成熟。金刚石具有高硬度的原因在于两个方面：其一是由sp3杂化碳原子所组成的三维框架结构，从几何意义上来讲，这种结构可以说是完美的；其二是结构中的C―C共价键的键长短，键强大。从这方面考虑，如果存在硬度高于金刚石的
5、晶态物质，它们至少应该具备三维空间的框架结构；原子间的键长也应小于金刚石中的C―C共价键。C(sp3)―N(sp2)共价键具有较低的离子性，键长也比金刚石中C―C键的键长短；如果碳和氮可以形成价键性质均匀的三维框架结构，就可能具有高于金刚石的硬度。因此，人们在理论上提出了以β-C3N4为代表的碳氮化合物，并且预测这种材料还可能在很多方面具有独特的性能——基于现有理论对未知物质及其性能进行预测，这也是有史以来的第一次。2.新型可见光光催化剂C3N4的制备技术2.1化学气相沉积合成法（CVD）CVD技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜
6、的方法。目前主要有电子回旋共振、热丝辅助、直流辉光放电、射频放电、间接微波等离子体-化学气相沉积法等方式。偏压辅助的热丝化学气相沉积法(HFCVD)是传统的用于沉积金刚石膜的装置。中科院物理所的王恩哥等[4],用偏压辅助的热丝化学气相沉积法制成的薄膜,经能量损失X射线分析(EDXA)表明,薄膜中氮碳化学成分的质量分数比为1.30～1.40,和理论计算的C3N4配比1.33很接近。为了分析薄膜晶体结构,作X射线衍射分析(XRD)表明,该薄膜可能由α、β-C3N4和一些未知的C-N相组成。鉴于等离子体强化的化学气相沉积法已成功地用于制备高质量的金刚石和氮化硅,。在所制备的碳氮薄膜中，发
7、现了α-C3N4、β-C3N4、立方相C3N4、石墨相C3N4的存在[5~8]，还发现了一些未知的新相。最近，S.Kundoo等人[9]还报道，采用高电压下电解尿素的甲醇溶液的方法，在Si(400)基片上沉积了晶态的β-C3N4薄膜；红外光谱分析结果表明薄膜中含碳氮单键和双键。在扫描电镜下看到了均匀分布的晶粒，平均尺寸为2.5μm左右。在沉积薄膜过程中，理想的基片对生成晶态薄膜有促进作用；一般认为，镍、钛（化合物）和Si3N4基片是很好的选择。Y.J.Tian等人[1
