一.前言

石墨碳氮化物（g-C3N4）吸引全球兴趣，主要是由于其独特的物理和化学性能，在各种领域，如无金属氧化，光催化水分解，燃料电池和光电转换等方面具有优异的性能。与具有以六元环排列的sp 2 - 杂化碳原子的二维石墨烯相比，g-C3N4具有堆叠层结构，但具有高N-取代（B 60重量％），并且最近的报道大力地支持其缺陷 - 表面上具有六个氮孤对电子的”氮罐”可以作为与路易斯碱配位的金属物质的强路易斯碱位点，加强与有机基质的相互作用。由于不同于金属状导电石墨烯，g-C3N4的电化学研究揭示了其有机半导体性质，中间带隙为B2.69eV，对应于蓝色光吸收高达450nm。所有上述特征都证明在可持续化学中直接使用g-C3N4作为非均相催化剂。实际上，Antonietti[1]及其同事最近阐述了可见光通过g-C3N4促进的醇，胺和硫化物的氧化;然而，在催化活性方面仍有大的改进余地。

二.研究策略

在过去五年中，通过将合适的添加剂与前体g-C3N4.共热缩合制备具有各种杂原子掺杂剂（例如B，F，S，P，O和I）的g-C3N4衍生物相比之下，g-C3N4的后官能化具有在高温形成晶格后将更多的官能团或掺杂剂引入g-C3N4的额外优点。然而，g-C3N4在常用溶剂中的高化学稳定性和差的溶解性构成g-C3N4材料的后改性的巨大障碍。在这篇文章中，我们介绍中孔g-C3N4（mpg-C3N4）与有机基团的化学功能化通过偶氮甲碱叶立德的1,3-偶极环加成（普拉托反应），原位通过α-氨基酸N的热缩合产生 - 甲基甘氨酸和含有R基团的醛。虽然mpg-C3N4（-CQN-）的反应性不同于纯碳材料（-CQC-，例如富勒烯，碳纳米管，石墨烯和中孔碳）的反应性，但是1,3-偶极环加成可以有效地进行并且产生具有不同有机基团的高度官能化的碳氮化物，包括芳基，芳基酸，吡啶，离子液体和二茂铁。我们的策略的本质是调整g-C3N4的电子结构，同时引入具有特定任务的有机官能团。

三.石墨烯的制备

原生成石墨烯的方法。目前应用较多的是 Hummers 法。相比较之前使用的还原剂硼氢化钠、水合肼等，现在发展了新的还原剂，使石墨烯的制备向环保方向发展。氧化还原法由于成本较低，所以有广泛应用。但该法制备的石墨烯有较多晶格缺陷，导致一些

物化性能的损失，尤其是使导电性下降。

Chong 等利用 Hummers 法制备氧化石墨，然后分别用柠檬酸、醋酸、N2H4 做还原剂制备石墨烯，发现柠檬酸还原的石墨烯 C∶O 比为 8∶2，高于用 N2H4 和醋酸还原的石墨烯。Jin 等用NaCO2 还原氧化石墨制备石墨烯，通过 TEM 检测得知石墨烯 3~4 层，且 Raman 测试发现，NaCO3 还原后 C∶O 的比值明显增大，说明石墨烯的质量较高。该课题组也研究了以 KOH 作还原剂，80 ℃下还原氧化石墨得到石墨烯，其比表面积为 632 m2/g，片层数在 3~4 层[3]。

四.g-C3N4的合成，结构和物理化学性质

石墨碳氮化物，在2009年呈现出显着的光催化活性的H2演变.从那时起，人们对这种光亮材料的重点关注越来越多，并且开发了不同的策略来合成g-C3N4.用于制备本体g-C3N4的最常用的方法是同时含有碳和氮元素的有机前体的热缩聚。例如，通过在高温下的固态反应，聚合s-三嗪环引入的前体，例如三聚氰胺，蜜白胺（蜜胺的二聚体）和蜜勒胺（C6H6N10），因此结果是CN杂环的平面排列在2D原子层中，通过分子间相互作用彼此堆叠以形成3D结构.液体前体，氰胺和双氰胺也用于制备g-C3N4，其首先凝聚成三聚氰胺然后进行缩聚以产生g-C3N4。最近，Dong等人热处理的尿素以获得这种材料。通过使用这种方法实现低得多的产率，而由于形成的孔隙率，所产生的样品显示出大得多的表面积。