概述
相氮化碳（g-C3N4）是一种由碳和氮元素组成的类石墨层状材料，具有独特的电子结构和光学性质。在光催化领域工作多年的研究人员会发现，其制备简单、成本低廉且稳定性高，是替代传统TiO2光催化剂的理想选择。 这种材料由三嗪环或七嗪环单元通过sp2杂化碳氮键连接而成，形成平面共轭结构。与石墨烯类似，g-C3N4的层间通过范德华力结合，易于剥离成单层或少层结构。因其独特的性质，在环境治理和新能源开发中展现出巨大潜力。
物理化学性质
g-C3N4的带隙约为2.7eV，这意味着它可以吸收波长小于460nm的可见光，相比只能响应紫外光的TiO2（带隙3.2eV）具有明显优势。实验表明，在可见光照射下，其光催化活性是TiO2的3-5倍。 热稳定性极佳，在空气氛围中可稳定存在至约600℃。化学性质稳定，耐酸碱性好，在pH2-12范围内都能保持结构完整性。导电性较差，但通过掺杂或复合可显著改善其电荷分离和传输性能。
主要用途
在环境治理方面，g-C3N4能高效降解染料、农药、抗生素等有机污染物，降解率可达90%以上。实际应用中常与H2O2联用，通过光芬顿反应增强效果。 新能源领域主要用于光解水制氢，最优条件下的产氢速率可达数百μmol/h·g。还可用于CO2还原制备CH4、CH3OH等燃料。在有机合成中作为非金属催化剂，实现选择氧化、偶联等反应。生物医学上用于抗菌、肿瘤治疗和生物成像。
安全与储存
g-C3N4本身毒性较低，但纳米粉末可能引起呼吸道刺激。长期接触需佩戴N95口罩，操作区域保持良好通风。意外吸入后应立即转移至空气新鲜处。 储存时应密封避光，置于阴凉干燥处。因其具有一定的吸湿性，相对湿度建议控制在60%以下。实验室常用铝箔袋包装，工业级产品多用塑料桶或纸板桶，净重通常为1kg、5kg或25kg。
B2B采购指南
采购时需关注纯度（通常要求≥99%）、比表面积（优质产品＞10m²/g）、层数（少层产品活性更高）和可见光吸收性能（420-460nm处应有明显吸收）。 价格受原料品质、制备工艺影响较大，普通粉末约200-500元/kg，高纯少层产品可达2000元/kg以上。建议要求供应商提供XRD、FTIR、UV-vis等表征数据，并索取小样进行光催化活性测试。
常见问题
g-C3N4和TiO2哪个更好？
g-C3N4可见光响应好、成本低、易制备，但电荷分离效率较低；TiO2紫外活性高、稳定性极佳但只能利用太阳光的4%。实际选择需根据具体应用场景。
如何提高g-C3N4的光催化活性？
常用方法包括：元素掺杂（P、S等）、构建异质结（如g-C3N4/TiO2）、形貌调控（多孔结构）和助催化剂负载（Pt、Co等）。
g-C3N4可以回收利用吗？
是的，通过简单离心或过滤即可回收，研究表明经过5次循环后活性仍能保持80%以上，稳定性优异。
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