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g-C3N4在光催化领域的应用

1. 光催化分解水产氢

g-C3N4作为对可见光响应的光催化剂，可将太阳能直接转化为氢能。理论上，由于g-C3N4的导带（CB）为–1.1eV，价带（VB）为+1.6eV（相对于标准氢电极），跨立于光催化分解水产生氢气和氧气的氧化还原电位的两端，满足可见光全解水析氢析氧的要求。然而，纯 g-C3N4的光催化产氢活性并不高。因此研究者对其进行改性，通过形貌调控、元素掺杂、染料敏化、构筑异质结、负载助催化剂等方法来提高g-C3N4的光催化活性。

2.光催化降解污染物

光催化降解污染物是解决环境污染问题的高效友好的手段。g-C3N4独特的电子结构和物化性质使其用于光催化降解有机污染物，主要有罗丹明B、甲基橙、甲基蓝、苯酚、苯甲醇、双酚A、2,4-二氯苯酚等有机污染物。同时，它还可以降解抗生素，例如：盐酸四环素。但是，纯 g-C3N4的降解能力较低。因此，研究者通过将g-C3N4与其它物质复合来提高光催化降解性能，例如：Pt、C、Pd、Eu、AgBr、WO3等。

3.光催化还原 CO2

光催化还原CO2生成烃类燃料是解决能源短缺问题的手段之一。由于g-C3N4的导带位置偏负，可以满足CO2还原的要求。因为CO2还原反应需要较高的过电位来驱动，所以很少有人使用纯g-C3N4光催化还原CO2。因此，研究者将g-C3N4与其他半导体复合，可以有效提高g-C3N4光催化还原CO2的活性。Liang[3]等制备的 g-C3N4/CeO2可将CO2光催化还原成 CH4，从而将 CO2变成可直接利用的燃料。但目前光催化还原CO2的研究较少，且光催化剂较不稳定，仍然需要研究者进行长期的探索。

4.光催化有机合成

g-C3N4光催化剂在温和条件下具有选择性有机转化的能力。研究表明，g-C3N4基光催化剂可对许多芳香化合物进行光催化氧化。例如：选择性氧化苯为苯酚、芳香醇为醛、芳香胺为亚胺等。Dai等[4]将 CdS/g-C3N4应用于选择性氧化芳香醇为芳香醛和还原硝基苯为苯胺。与光催化还原 CO2类似，目前关于光催化有机合成的报道较少，g-C3N4作为光催化剂进行有机合成仍需进一步探索。

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