• 材料特性與優(yōu)勢(shì)：

• g-C3N4 的特性：g-C3N4 是一種二維層狀材料，由三嗪環(huán)或 3-s - 三嗪環(huán)通過(guò)共價(jià)鍵連接形成，具有高度離域的 π 共軛體系。其禁帶寬度約 2.7eV，可吸收波長(zhǎng)小于 475nm 的藍(lán)紫光，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光催化。此外，g-C3N4 還具有耐高溫（>600℃）、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、無(wú)毒無(wú)害等化學(xué)穩(wěn)定性。

• TiO2 的特性：TiO2 常用的是銳鈦礦型，具有高催化活性和穩(wěn)定性，但禁帶寬度約 3.2eV，僅能吸收紫外光，占太陽(yáng)光譜的 5% 以下，且光生電子 - 空穴對(duì)易復(fù)合，導(dǎo)致量子效率低。

• g-C3N4/TiO2 異質(zhì)結(jié)的優(yōu)勢(shì)：g-C3N4 的可見(jiàn)光吸收能力與 TiO2 的紫外光響應(yīng)互補(bǔ)，拓寬了催化劑的光譜響應(yīng)范圍。同時(shí)，異質(zhì)結(jié)界面形成的內(nèi)建電場(chǎng)促進(jìn)光生電子和空穴的分離，抑制復(fù)合，提高量子效率。此外，g-C3N4 的化學(xué)穩(wěn)定性和 TiO2 的高催化活性相結(jié)合，提升了整體光催化性能。

• 制備方法：

• 物理混合法：將 g-C3N4 和 TiO2 粉末按一定比例混合，通過(guò)研磨等方法制備異質(zhì)結(jié)。

• 原位煅燒法：將尿素和 (NH4) 2TiF6 混合溶液烘干后煅燒，原位生成 g-C3N4 和 TiO2，形成異質(zhì)結(jié)。

• 溶膠 - 熱液法：將鈦酸正丁酯、無(wú)水乙醇和 g-C3N4 混合形成溶膠，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜進(jìn)行熱液合成，得到 g-C3N4/TiO2 光催化劑。

• 應(yīng)用領(lǐng)域：

• 光催化分解水制氫：g-C3N4/TiO2 異質(zhì)結(jié)在可見(jiàn)光照射下可高效分解水制氫，氫氣產(chǎn)生量顯著高于單一組分。例如，通過(guò)熱處理法制備的 C-TiO2/g-C3N4 異質(zhì)結(jié)，在 5 小時(shí)內(nèi)氫氣產(chǎn)生量達(dá) 5.728mmol/g，表觀量子效率約為 6.2%，是原始 g-C3N4 的 2.4 倍。

• 降解有機(jī)污染物：異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)促進(jìn)光生載流子分離，提高降解效率，可用于降解羅丹明 B、四環(huán)素等有機(jī)污染物。如 g-C3N4/TiO2 (B) 異質(zhì)結(jié)在可見(jiàn)光下對(duì)四環(huán)素的降解率達(dá) 77.38%，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

• 殺菌消毒：光生空穴和活性氧物種（如?O2?、?OH）可破壞細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效殺菌。

• 其他領(lǐng)域：g-C3N4/TiO2 異質(zhì)結(jié)在鋰離子電池等能源存儲(chǔ)領(lǐng)域有潛在應(yīng)用，還可用于制備高性能氣體傳感器，提高靈敏度和選擇性。

g-C3N4/TiO2異質(zhì)結(jié)

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