• 材料特性與優勢：

• g-C3N4 的特性：g-C3N4 是一種二維層狀材料，由三嗪環或 3-s - 三嗪環通過共價鍵連接形成，具有高度離域的 π 共軛體系。其禁帶寬度約 2.7eV，可吸收波長小于 475nm 的藍紫光，實現可見光催化。此外，g-C3N4 還具有耐高溫（>600℃）、耐強酸強堿、無毒無害等化學穩定性。

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

• g-C3N4/TiO2 異質結的優勢：g-C3N4 的可見光吸收能力與 TiO2 的紫外光響應互補，拓寬了催化劑的光譜響應范圍。同時，異質結界面形成的內建電場促進光生電子和空穴的分離，抑制復合，提高量子效率。此外，g-C3N4 的化學穩定性和 TiO2 的高催化活性相結合，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，通過研磨等方法制備異質結。

• 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，形成異質結。

• 溶膠 - 熱液法：將鈦酸正丁酯、無水乙醇和 g-C3N4 混合形成溶膠，轉移至反應釜進行熱液合成，得到 g-C3N4/TiO2 光催化劑。

• 應用領域：

• 光催化分解水制氫：g-C3N4/TiO2 異質結在可見光照射下可高效分解水制氫，氫氣產生量顯著高于單一組分。例如，通過熱處理法制備的 C-TiO2/g-C3N4 異質結，在 5 小時內氫氣產生量達 5.728mmol/g，表觀量子效率約為 6.2%，是原始 g-C3N4 的 2.4 倍。

• 降解有機污染物：異質結結構促進光生載流子分離，提高降解效率，可用于降解羅丹明 B、四環素等有機污染物。如 g-C3N4/TiO2 (B) 異質結在可見光下對四環素的降解率達 77.38%，且具有良好的循環穩定性。

• 殺菌消毒：光生空穴和活性氧物種（如?O2?、?OH）可破壞細菌細胞結構，實現高效殺菌。

• 其他領域：g-C3N4/TiO2 異質結在鋰離子電池等能源存儲領域有潛在應用，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異質結

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