一种从硫脲直接一步合成超薄g-C3N4纳米片以增强太阳能光催化产氢的方法

摘要： 二维（2D）石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片作为一种具有优异性能的光催化剂，已成为光催化领域的"后起之秀"。虽然从块体g-C3N4粉末剥离得到的纳米片已广泛应用，但开发简便的合成方法仍充满挑战。为此，我们报道了一种直接聚合策略来制备超薄g-C3N4纳米片——仅需在空气中加热硫脲而不添加任何模板剂。通过以三乙醇胺为牺牲剂、铂为助催化剂，在可见光照射（λ>420 nm）下进行水还原制氢反应评估样品光催化活性。结果表明，这种平均厚度仅3.5 nm的少层g-C3N4纳米片展现出卓越的可见光产氢速率（1391 μmol g?1 h?1）和突出的表观量子效率（420 nm处达6.6%）。最终，所制超薄g-C3N4纳米片的产氢速率不仅显著高于双氰胺或三聚氰胺衍生的g-C3N4，也优于相同条件下热氧化刻蚀法制备的g-C3N4纳米片。