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一种从硫脲直接一步合成超薄g-C3N4纳米片以增强太阳能光催化产氢的方法

DOI：10.1016/j.ijhydene.2019.01.274 期刊：International Journal of Hydrogen Energy 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 17:03:37
摘要： 二维（2D）石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片作为一种具有优异性能的光催化剂，已成为光催化领域的"后起之秀"。虽然从块体g-C3N4粉末剥离得到的纳米片已广泛应用，但开发简便的合成方法仍充满挑战。为此，我们报道了一种直接聚合策略来制备超薄g-C3N4纳米片——仅需在空气中加热硫脲而不添加任何模板剂。通过以三乙醇胺为牺牲剂、铂为助催化剂，在可见光照射（λ>420 nm）下进行水还原制氢反应评估样品光催化活性。结果表明，这种平均厚度仅3.5 nm的少层g-C3N4纳米片展现出卓越的可见光产氢速率（1391 μmol g?1 h?1）和突出的表观量子效率（420 nm处达6.6%）。最终，所制超薄g-C3N4纳米片的产氢速率不仅显著高于双氰胺或三聚氰胺衍生的g-C3N4，也优于相同条件下热氧化刻蚀法制备的g-C3N4纳米片。
作者： Yuanzhi Hong，Enli Liu，Junyou Shi，Ming Zhang，Longyan Wang，Jiahui Chen，Xue Lin，Lizhi Sheng
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种简单的一步无模板合成方法制备超薄g-C3N4纳米片以增强太阳能光催化产氢性能。

研究成果

通过一步无模板法合成的超薄g-C3N4纳米片因其更大的比表面积、更快的电荷转移速率和更长的载流子寿命，展现出优异的光催化产氢性能，使其在太阳能转化应用中极具前景。未来工作可聚焦于提高产率和实现规?；票?。

研究不足

纳米片的产率较低（g-C3N4(580)-T为2.8%），且该方法可能难以实现工业化规模应用。该合成过程需要精确的温度控制，且光催化性能测试是在特定实验室条件下进行的，可能无法完全反映实际应用场景。

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