文 献 综 述

一、 ZnO/C3N4光催化剂的介绍

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族直接带隙宽禁带化合物半导体光催化剂。禁带宽度为3.34eV,与TiO2同属于宽禁带n型半导体氧化物。在常温下稳定，它五毒无味且没有污染。ZnO晶体结构为六方晶系，Zn2 离子的配位数为4，O2-的配位数也是4，属于纤锌矿结构。ZnO具有良好的压电效应和生物安全性，因此，ZnO在陶瓷，屏蔽隐身，压电材料，光电材料，高效催化材料和磁性材料等方面具有广阔的发展前景。

ZnO因为价格低廉，氧化能力强，作为一种潜在的光催化剂也引起了人们的广泛重视。但是ZnO作为光催化剂也存在一些缺点，在光催化反应中ZnO易光腐蚀，发生光溶解，还有就是ZnO的量子化效率低，不能吸收可见光。为此研究者们开展了大量的ZnO的改性工作，包括离子掺杂，贵金属沉积，半导体复合等。这些研究虽然取得了一定的成果，但要获得高活性高稳定性的可见光响应的ZnO光催化剂，还需要开展新的研究。

近年来发现在多种结构的C3N4中，类石墨烯的C3N4最稳定，具有优越的力学性能，较宽的光学带隙，较高的折射率和热导率，作为一种半导体材料，C3N4迅速成为光催化研究的热点。通过研究发现ZnO与C3N4的杂化得到的ZnO/C3N4光催化剂的催化性能大大得到了改善，该催化剂能够响应可见光的照射并且抑制了光腐蚀。作为一种新型的光催化剂具有很好的应用前景。

二、 ZnO光催化反应机理

ZnO是一种n型（电子导电型）半导体氧化物，其光催化原理可用半导体的能带理论来阐释。半导体化合物纳米粒子，由于其几何空间的限制，其电子的Fermi能级是分立的，而不是像金属导体中那样的连续的。在半导体化合物的原子或分子轨道中具有空的能量区域，这个空能区由充满电子的价带顶（价带缘）一直伸展到空的导带底（导带缘），被称为禁带宽度或带隙能（Eg），Eg在数值上等于导带与价带的能级差。ZnO的禁带宽度为3.34eV，对应的光吸收波长阀值为370nm左右。

当用光照射半导体化合物时，并非任何波长的光都能被吸收和产生激发作用，只有其能量E满足式（1）的光量子才能发挥作用，即：

E=hc/λ (1)

式中：h-普朗克常数，4.138#215;10^-5ev.s