半导体光催化剂晶粒尺寸和比表面积对其催化活性有着巨大影响。纳米尺度的光催化颗粒有着比普通光催化剂有着更高的催化活性，其原因如下：

（1）与普通颗粒大小的光催化剂相比，纳米数量级的光催化剂有着明显更宽的带隙结构以及吸收边带向着短波方向移动等量子尺度效应[5]。当其拥有更宽的带隙结构，与此相对应的导带，价带边缘也会发生相应的移动，在光照条件下产生的光生电子-空穴其氧化性、还原性越强，这将有利于提高光催化剂的催化活性。

（2）纳米级半导体光催化剂产生的光生载流子能够迅速从晶体内部转移到晶体表面参与光催化反应中的氧化还原反应[6]。光催化剂的颗粒尺寸越小，光生载流子转移速率越快，电子与空穴复合的几率越低，分离的几率越高，光催化剂的催化活性就越高。

（3）拥有纳米尺寸的颗粒，同时其表面积较大，其表面积与体积之比就越大，在光催化反应中，光催化剂能够提供更多的活性位点供污染物的吸附，达到催化剂与污染物的充分接触，有利于催化活性的提高。

1.2.2催化剂外界影响因素

催化剂外界因素主要于温度，体系PH值，光源的波长和强度等、外加场、外加活性物质等有关。

1.2.2.1温度

温度对光催化反应塑速率的影响是存在的[7]，但不是主要影响因素[8]。

1.2.2.2体系Ph值

体系ph值能够改变催化剂表面的电状态，影响催化剂与污染物之间接触[9]，除此以外，ph值对有机污染物存在的结构会产生重大影响，ph值的变化能够在光催化反应中对目标污染物降解产生不同程度的影响[10]。

1.2.2.3光源与光强

光强与催化效果直接相关。单位体积内的有效光子数与反应速率有着很直接的关系。光强度越高，单位体积中拥有的光子数越多，催化剂表面上活性就越多，反应就越快。但是光的强度不是无限的，也不是越高越好。当单位体积的光子的数目达到最大值时，多余的光子就不能被利用。

1.3g-C3N4光催化剂以及研究进展

1.3.1g-C3N4的结构

g-C3N4相在常温下是五种晶相中最稳定的结构，石墨烯相碳化氮具有与石墨类似的分层结构，但其层间距为约0.326nm，略小于石墨的层间距。组成g-C3N4的C与N原子之间通过SP2轨道杂化，通过σ键形成类苯环的六方芳香结构g-C3N4中的C与N原子在Pz单轨上存在单一电子，因此Pz轨道电子可以通过相互作用形成类似于苯环的大π键，从而形成高度定界的共轭体系[11]。

组成g-C3N4可能存在两种基本结构单元，如图1-1（a）[12]、（b）[13]所示,C3N4环，C6N7环。Kroke[14]等采用密度泛函理论对C3N4环和C6N7环两种单元进行理论计算，结果显示，以C6N7结构单元形成的g-C6N7比以C3N4结构单元形成的g-C3N4具有更好的稳定性，由此认为，g-C3N4是由基本结构单元C6N7构成。图1-1组成g-C3N4两种可能的基本单元(a)triazine12，(b)tri-s-triznine13

1.3.2g-C3N4的制备

石墨碳氮化物(g-C3N4)是一种聚合物半导体,由两个富含土量的元素(碳和氮)组成,易于通过几种低成本富氮前体的热凝结制备。它具有2.67eV的低带隙和-1.1eV的相对更负的CB位置。这种带结构使得g-C3N4适合与宽带和可见光半导体形成半导体耦合。对于宽带半导体,g-C3N4的窄带隙可以更好地吸收可见光,相对负的CB位置保证在可见光下典型的异质结电荷转移。对于可见光半导体,相对更负的CB位置导致形成Z方案电荷转移的高可能性,并且g-C3N4用作还原位点。此外,g-C3N4的聚合性质赋予足够的柔韧性,这导致g-C3N4可以用作各种无机纳米粒子的锚定载体。由于这些非凡的特征,g-C3N4基光催化剂已经得到越来越多的研究,其自然包括g-C3N4偶联光催化剂,并且已经报道了几种具有增强的光催化活性的g-C3N4基半导体耦合系统。然而,由于煅烧过程在制备g-C3N4中是必要的,所以大多数报道的文献使用两步机械混合或一锅煅烧方法来制备g-C3N4偶联光催化剂。显然,上述方法难以在g-C3N4的表面上实现良好分散的结构,受控的粒径以及界面接触的微调,这极大地阻碍了催化性能。考虑到广泛使用g-C3N4耦合光催化剂,搜索适当的制备方法以获得良好控制的形态是有意义的,特别是通过其可以成功制备一系列g-C3N4偶联光催化剂的一般方法。为了完成这项任务,一种希望的方式是将g-C3N4与一种经过深入研究的方法相结合,这种方法是纳米结构半导体的一般途径。 三聚氰胺前驱g-C3N4/WO3的制备及光催化性能研究(4):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_205287.html