石墨相氮化碳 g-C3N4|Graphitic carbon nitride聚合物半导体

g-C3N4是一种典型的聚合物半导体，其结构中的CN原子以sp2杂化形成高度离域的π共轭体系。其中Npz轨道组成g-C3N4的较高占据分子轨道（HOMO），Cpz轨道组成较低未占据分子轨道（LUMO），禁带宽度~2.7 eV，可以吸收太阳光谱中波长小于475的蓝紫光。

   g-C3N4具有非常合适的半导体带边位置，满足光解水产氢产氧的热力学要求。

此外与传统的TiO2光催化剂相比， g-C3N4还能有效活化分子氧，产生超氧自由基用于有机官能团的光催化转化和有机污染物的光催化降解。

中文名类石墨相氮化碳

外文名：Graphitic carbon nitride

化学式：g-C3N4

禁带宽度2.7 eV

外观：淡黄色粉末

晶体结构：类石墨相

物化性质：

结构：

g-C3N4是一种近似石墨烯的平面二维片层结构，有两种基本单元，分别以三嗪环(C3N3，图1左图)和3-s-三嗪环(C6N7，图1右图)为基本结构单元无限延伸形成网状结构，二维纳米片层间通过范德华力结合。Kroke等通过密度泛函理论（DFT）计算表明3-s-三嗪环结构较三嗪环结构连接而成的g-C3N4更稳定。

g-C3N4分子结构

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