g-C3N4纳米结构的优化与异质结体系的构筑对光电化学阴极保护的影响机理研究

项目名称： g-C3N4纳米结构的优化与异质结体系的构筑对光电化学阴极保护的影响机理研究

项目编号： No.41376126

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 陈卓元

作者单位： 中国科学院海洋研究所

项目金额： 76万元

中文摘要： 类石墨结构氮化碳（g-C3N4）在光电化学阴极保护领域具有很强的应用潜力，然而深入研究发现g-C3N4存在光电化学反应活性位点少、电子迁移率低以及光生空穴氧化能力不足等问题。本项目通过将g-C3N4层状纳米结构介孔化和二维超薄化，提升其光电化学反应活性位点；将石墨烯量子点与氮化碳材料进行复合，利用石墨烯超强的电子迁移率在氮化碳材料表面构筑特殊的电子迁移路径；采用析氧共催化剂（Ru、Ni、Co）或具有较正价带电位半导体量子点材料（ZnO、ZnFe2O4），在氮化碳材料上原位合成，制备异质结复合材料，提升光生空穴的氧化能力，同时通过异质结电场的建立，提高光生电子-空穴的分离效率；最后通过将氮化碳、石墨烯量子点、析氧共催化剂/半导体量子点结合起来制备三相复合材料，研究其对电子迁移率和光生空穴氧化能力的协同提升能力，通过逐步的改性修饰将g-C3N4在光电化学阴极保护领域推向实际应用。

中文关键词： 石墨相氮化碳；光电化学阴极保护；异质结；能带电位；费米能级

英文摘要： Graphitic carbon nitride (g-C3N4) has a very strong application potential in the area of the photoelectrochemical cathodic protection. However, g-C3N4 has the defectiveness of less active photoelectrochemical reaction sites, low electron mobility and insu

英文关键词： g-C3N4；Photoelectrochemical cathodic protection；Heterojunction materials；Energy band potential；Fermi level