1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

g-c₃n₄的制备及光催化研究

摘要：利用光催化剂将太阳能转化为人类可以直接利用的能量，并用其解决地球资源的枯竭和生存环境的恶化是可再生清洁能源研究的一个方向。g-c₃n₄的独特结构赋予其良好的光催化性能，使之成为光催化领域的研究热点。目前，g-c₃n₄的制备方法有固相反应法、溶剂热法、电化学沉积法、热聚合法等。同时，在实际应用中，为进一步提高g-c₃n₄的光催化效果，科研工作者开发了多种改进方法，如物理复合改性、化学掺杂改性、微观结构调整等。本文主要论述了g-c₃n₄的各种制备方法以及光催化性能的改进方式，简要阐述了光催化机理和应用，分析了目前g-c₃n₄在光催化领域面临的问题和挑战，展望了g-c₃n₄的发展方向。

关键词：g-c₃n₄；可见光催化；光催化机理；材料制备；改性技术

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、研究问题：

光催化自清洁技术基于无机半导体材料的光催化作用，一方面可降解基体表面的有机污染物；另一方面，使得基体表面超亲水，使其表面污染物可随雨水冲洗掉。目前在水泥中应用的光催化材料主要为TiO₂材料。然而，以TiO₂为代表的传统光催化材料只能利用紫外光，而紫外光在太阳光和室内照明中所占比例较低，因此传统光催化材料活性较低难以广泛应用。所以在推进光催化功能材料实用化的进程中，开发能够利用可见光的长效光催化功能水泥具有十分重要的现实意义。

类石墨结构氮化碳(g-C₃N₄)，作为一种不含金属元素的半导体材料，其Eg较窄（2.7eV），可吸收可见光，具有很大的应用前景。本课题主要研究无机水泥颜料的掺杂比例、复合方式以及煅烧方法对g-C₃N₄光催化降解有机染料性能的影响。

2、拟采用研究手段：

（1） 实验原料

表1 实验所用化学试剂

（2） 实验仪器

表2 实验所用仪器及设备

（3） 实验过程

取一定量尿素与无机水泥颜料，充分混合后放入坩埚，分别用微波炉与马弗炉进行加热煅烧，冷却后得到产物。然后对产物进行光催化降解罗丹明B、XRD、红外等测试。