GCN新型非金属聚合物光催化剂的实际应用研究
石墨碳氮化物（g-C3N4，GCN）是一种新型非金属聚合物光催化剂，其带隙约为2.7eV，适合于响应相对较宽的太阳辐射光谱范围。
因此，GCN打破了传统光催化材料（如TiO2和ZnO）的障碍，即它们仅利用紫外光能量的能力[78]。
它的其他独特特性，包括制备简单、环境友好和高稳定性，在环境、能源和工业领域引起了越来越多的关注。
然而，GCN的催化活性在实际应用中仍然不够好。
相当窄的可见光响应范围、光生电荷的容易复合、小的比表面积和很少的活性位点对其光催化性能产生负面影响[79]。
与块状材料相比，“零维”量子点具有独特的尺寸效应、量子限制效应和边缘效应，以及其他优点，如宽的可见光吸收范围、大的比表面积、强的光电转换能力等[80]。
在由QDs和GCN构成的复合材料中，材料在可见光区域的吸收范围变宽，改变的能带结构加速了光生电荷载流子对的分离和传输，反应性表面位点增加，从而增强了其光催化活性[81]。
半导体金属硫化物，特别是I-III-VI多硫化物，具有许多优点，例如强可见光吸收、窄带隙、优异的导电性、化学稳定性和抗光腐蚀性[82]。
硫化铟（In2S3）是一种带隙能量为2.0-2.3eV、高光敏性和低毒性的n型半导体。
硫化铟的光化学性能可以通过引入银来增强，从而获得化学计量比范围从掺杂水平到AgIn5S8和AgInS2的I-III-VI硫化物[83-85]。
石墨氮化碳（GCN）的制备通过典型的煅烧过程进行：将10.0g尿素放入带盖的氧化铝坩埚中，在马弗炉中以10℃/min的加热速率加热至520℃，在520℃下保持4小时，然后以10℃/min的速率冷却至室温。
将产品收集为淡黄色粉末，以备日后使用。
Ag修饰的硫化铟量子点（AISQDs）的合成通过以下步骤进行：将0.1mmolAgNO3、0.8mmolInN3O9•xH2O和2mmolGSH依次加入到含有40mL去离子水的烧杯中。
超声处理10分钟后，将其充分混合。
然后，在磁力搅拌下，滴加0.05mol/LNaOH溶液以将pH调节至8.5之后，将上述混合溶液转移到三颈烧瓶中，并放入配有冷凝回流装置的油浴中。
在N2气氛和搅拌下将温度升高至90℃，并快速加入0.6mmolNa2S溶液。
反应在90℃下进行1小时，然后停止加热，系统自然冷却至室温。
最后，用异丙醇洗涤溶液，离心，在室温下真空干燥沉淀，得到橙色粉末，即AISQDs。
对于AISQDs/GCN的合成，采用原位生长法，即与AISQDs的制备程序相同，不同之处在于首先根据计算值将一定量的GCN粉末添加到40mL去离子水中，并进行超声处理10分钟（方案1）。
最后，合成了一系列不同重量比的复合材料，包括5wt%AISQD/GCN，8wt%AISQDs/GCN，10wt%AISQDs/GCN，12wt%AISQDs/GCN，15wt%AISQDs/GCN，缩写为：5%-AISQDs/GCN、8%-AISQDs/GCN、10%-AISQDs/GCN、12%-AISQDs/GCN和15%-AISQDs/GCN。
以四环素为模型污染物，研究了合成催化剂的光催化活性。
在自制的光催化反应装置中进行光降解实验，使用配备420nm滤光器的1000W卤素灯作为光源，将含有污染溶液的石英烧杯固定在距光源10cm的距离处。
TC溶液（40mg/L）的体积为100mL，光催化剂的用量为50mg（0.5g/L）。
简而言之，在实验之前，将含有50mg催化剂的100mLTC溶液超声处理3分钟，以使催化剂均匀分散。
加入催化剂后，首先，将悬浮液在暗反应30min（即在黑暗环境下搅拌30分钟），以达到TC在光催化剂表面上的吸附-解吸平衡，然后将灯打开1小时。
将悬浮液离心，然后通过0.22μm微孔膜过滤上清液，以去除光催化剂，然后通过TU-1901紫外-可见分光光度计在357nm波长下测量溶液的吸光度，并计算降解效率。
综上，可得出结论，AISQDs/GCN的有价值的光催化活性主要归因于增强的可见光利用以及AISQDs和GCN之间的紧密接触以形成II型异质结，这将加速界面处的电荷转移并减少载流子对复合。
因此，电子和空穴可以快速参与有机污染物的光催化降解和制氢，换句话说，可以大大提高氧化和还原反应中的光催化效率。
希望这项工作能够完成用多硫化物量子点修饰GCN以增强光活性的尝试，并为优化GCN的光电性能以进一步应用此类纳米结构复合半导体提供一个新的起点。
