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作为一种储量丰富的碳基材料,类石墨相氮化碳(g-C3N4)具有环境友好、可见光响应、化学稳定性和热稳定性好等优点,被人们广泛应用于解决能源危机和修复环境等领域。目前,g-C3N4作为一种优势突出的半导体光催化剂还存在一些问题,如块体材料的比表面积较小,吸附的反应物有限;分散性较差,容易团聚;光生电子和空穴复合率较高,导致量子效率低,降低了光催化性;导电性差,降低了载流子迁移速率等。针对这些问题,人们围绕g-C3N4开展了大量的研究,旨在改善其表面状态和电子结构,提高其光催化性能。本文提出通过浓HCl质子化处理和液相超声剥离得到g-C3N4纳米片,增大了它的比表面积和溶液稳定性,并将BiOBr纳米片原位生长在质子化g-C3N4(Pg-C3N4)纳米片表面,形成Pg-C3N4/BiOBr复合材料,通过异质结分离光生电子和空穴。本文从材料的制备、表征及光催化降解罗丹明B等三个方面展开研究,具体内容包括:(1)以尿素和三聚氰胺作为前躯体在不同热处理温度下制备了块体的石墨相氮化碳。以尿素为前驱体520℃热处理制备的g-C3N4结晶性好,表面形貌有利于光催化反应。液相超声剥离10个小时时,g-C3N4纳米片无明显团聚,形貌较好,比表面积大。9个小时浓HCl质子化处理的Pg-C3N4纳米片稳定性好。基于对Bg-C3N4的表面处理,制备的g-C3N4纳米片和Pg-C3N4纳米片成功提高了材料的比表面积和材料的分散性,同时改善了Bg-C3N4的光学性能,提高了可见光光催化降解有机染料的性能。(2)通过将BiOBr纳米片原位沉积生长在Pg-C3N4纳米片表面,构建了独特的二维(2D)异质结,促进光生电荷载体的分离。通过XRD,XPS,FTIR,FESEM,HRTEM等测试结果显示BiOBr通过O原子与CN杂环π电子之间的相互作用与Pg-C3N4偶联。通过在可见光照射下罗丹明B的降解率来评价样品的光催化活性。与纯Pg-C3N4相比,Pg-C3N4/BiOBr的光催化活性提高了4倍。由于拥有大的比表面积,以及良好交错式的能带结构异质结,提高了电荷迁移速率和光生电荷载体的分离效率,因此光催化活性增强。