【写作竞赛】类石墨烯C3N4的纳米片大幅提高光催化性能

寻找一种高效的光催化剂一直以来都是人们所最求的目标,在人们所发现的催化剂中,这种非金属的半导体C3N4由于有着能够吸收可见光的带隙宽度,现在已经被人们广泛的应用于可见光光催化的研究中。可是大块的C3N4的光催化性能不是特别的理想,人们采取了很多方法来改进,比如异质原子的加入、其他半导体材料的复合以及对合成的C3N4形貌的控制,这行方法也的确起到了很好的作用。

通过从层状化合物方法获得的纳米片被认为是一类新的纳米结构材料,因为这种二维各向异性的纳米甚至亚纳米级的材料具有独特的物理化学性能,其中最好的一个例子就是从石墨到石墨烯的转变。本文运用高温氧化热刻蚀(thermal oxidation etching)的方法制取得到了C3N4的纳米片,在高温下块状的C3N4随着反应时间的延长,块状C3N4逐渐剥离,最后到2个小时的时候得到了厚度2nm左右的C3N4的纳米片。这种纳米片与大块的C3N4相比,具有非常高的表面积(306 m2g-1),同时扩大了它的能隙(2.0 eV),并且改善了沿平面方向的电子传输能力以及光生载流子的寿命。

运用这种简单方法处理的C3N4纳米片不仅价格低廉,容易大规模生产,同时还有很好的环境友好性。这种很薄的C3N4纳米片与大块的相比不论在紫外还是可见光的情况下的光催化性能都有了显著提高。相关研究结果发表在Advanced Functional Materials上。