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碳氮化合物由于其独特的性质和潜在的应用价值,在过去二十年中受到越来越多的关注。除了具有C和N原子Sp3杂化轨道的立方相C3N4之外,碳氮化物还有具有C和N原子Sp2杂化轨道的石墨相C3N4类化合物,在能源和环境领域都具有重要的应用价值。本论文主要考察了碳氮化物低维材料的制备、性能和应用。研究制备了蜜勒胺(melem)纳米棒和新型双功能Ag/C3N4.5复合纳米带,分析了这些材料的催化和抗菌性能,发现这些碳氮化物在环境和生物领域具有潜在的应用价值。相关结果如下: (1)采用直接热解三聚氰胺的方法成功合成了蜜勒胺单晶纳米棒(NR-Melem),并发现了其具有优异的光催化性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱等多种物化手段对样品的物相、形貌、微观结构等性质进行了表征,对产物的光学带隙进行了测试。结果表明,所得NR-Melem是单晶,纳米棒的直径主要在80-150nm的范围内;NR-Melem对光降解有机染料显示出很强的催化活性,在光催化制氢测试中显现出了优异的性能。对其生长和光催化的机制进行了讨论。 (2)构造了具有高效光催化和抗菌活性的新型双功能Ag/C3N4.5复合纳米带材料。通过均匀沉淀法和随后的煅烧处理的两步法路线高产率地合成了Ag/C3N4.5复合材料。通过结构、形态、组成和光谱测试分析表明,Ag/C3N4.5是由N缺失型的蜜勒胺超薄纳米带和与其纳米带表面有良好接触的Ag纳米粒子组成。Ag/C3N4.5纳米带的带隙约为3.04eV。通过光催化降解罗丹明B有机染料和抗大肠杆菌的抑制圈测试验证了该复合纳米材料具有优异的光催化和抗菌活性。 以上研究结果报道了两种新型碳氮基纳米材料-melem单晶纳米棒和Ag/C3N4.5复合纳米带,对材料的结构及性能做了详细表征。这些研究结果扩展了对碳氮纳米材料的认识,将对探索其他新型碳氮基低维纳米材料提供有益的参考。