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g-C3N4光催化剂许永帅化学工程1989年A.Y.Liu和M.L.Cohen根据β-Si3N4的晶体结构，用C替换Si，理论上预言了β-C3N4的存在。这是一种硬度可以和金刚石相媲美而在自然界中尚未发现的新的共价化合物。AmyY.LiuandMarvinL.Cohen.Phys.Rev.B41,10727–Published15May19901996年，Teter和Hemley通过计算认为C3N4可能具有5种结构，即α相，β相，立方相、准立方相以及类石墨相。除了类石墨相外，其他4种结构物质的硬度都可以与金刚石相比拟。Teter,DavidM;Hemley,RussellJ.Science271.5245(Jan5,1996):53.C3N4的发现C3N4的三维结构α－C3N4Cubic－C3N4β－C3N4Pseudocubic－C3N4Graphitic－C3N4灰色原子为碳原子;黑色原子为氮原子在α相、β相、立方相、准立方相和类石墨相这五种结构中。类石墨相氮化碳(g-C3N4)是室温下最稳定的相，具有无毒和可见光响应(禁带宽度2.7eV)等性质，使其在催化领域具有很广阔的应用前景。g-C3N4非金属半导体光催化材料，具有简单晶体结构抗酸、碱、光的腐蚀，稳定性好，结构和性能易于调控光催化活性高、原料价格便宜g-C3N4特点g-C3N4的结构模型g-C3N4特点g-C3N4呈片层状结构，颗粒粒径约为5~7nm。g-C3N4特点有两个衍射峰，分别是2θ=12.9°左右的衍射峰对应于(100)晶面的3-s-三嗪单元。和2θ=27.3°附近归属于共轭芳香体系的层间堆积形成的(002)晶面g-C3N4XRD图谱传统缩聚方法制备出的g-C3N4比表面积小，光生电子和空穴易复合，禁带宽度大，光生载流子传输慢，光催化活性不高。通过对g-C3N4改性来抑制光生电子和空穴的复合，提高对可见光的吸收，增加表面积，从而提高光催化活性。g-C3N4的改性g-C3N4的改性利用金属如Ag、Au、Fe、Pd等修饰g-C3N4，提高了其对可见光的利用，使复合物的光催化活性得到了显著的提高。与金属的复合Ag@g-C3N4-0.5wt%(a)和Ag@g-C3N4-10wt%(b)的透射电镜图将TiO2与g-C3N4复合,利用价带位置的不同使得电子转移至TiO2,抑制光电子-空穴对的复合,有效提高了其对亚甲基蓝(MB)的降解效率。同时，Fe3O4,Cu2O,ZnO,Ag2O都可以与g-C3N4复合，提高光催化活性。与氧化物的复合g-C3N4-TiO2降解MB电荷转移机理图硫化物如CdS,NiS2,ZnS,MoS2等已被用于光催化领域降解有机污染物和制氢。将g-C3N4与硫化物结合形成异质结或量子点均能促进电荷的分离和对可见光的吸收，从而提高复合物的催化活性。与硫化物的复合BiOI,BiOBr和BiOCl可以吸收可见光，将其与g-C3N4复合得到异质结，能够有效地抑制光生载流子的复合Bi2WO6作为宽带隙半导体,可与具有良好的可见光吸收能力的g-C3N4复合,利用g-C3N4将受激发产生的电子转移到Bi2WO6的导带位置,从而促进了电子-空穴的分离与Bi系化物的复合碳基包括多壁碳纳米管，C60，石墨等。它们具有转移电子的能力以及较低的费米能级。将其与g-C3N4复合，抑制光生电子-空穴的复合与碳基的复合C60/g-C3N4的电荷转移机理图另外，人们对于g-C3N4的改性研究还有很多，如开发设计了SmVO4/g-C3N4、Ag3PO4/g-C3N4、DyVO4/g-C3N4等一系列复合物，有利于光生电子-空穴对的快速迁移和高效分离，提高g-C3N4的光催化效率与其他物质的复合