Графитовый нитрид углерода (gC 3N4) представляет собой семейство соединений нитрида углерода с общей формулой, близкой к C 3N4(хотя обычно с ненулевое количество водорода) и две основные субструктуры на основе звеньев гептазина и поли (триазинимида), которые, в зависимости от условий реакции, проявляют разную степень конденсации, свойства и реактивность.
Можно получить графитовый нитрид углерода путем полимеризации цианамида, дициандиамида или меламина. Первоначально сформированная полимерная структура C 3N4, дыня, с боковыми аминогруппами, представляет собой высокоупорядоченный полимер. Дальнейшая реакция приводит к более конденсированным и менее дефектным формам C 3N4на основе звеньев три-s-триазина (C6N7) в качестве элементарных строительных блоков.
Графитовый нитрид углерода также может быть получен с помощью электроосаждение на подложку Si (100) из насыщенного ацетона раствора трихлорида циануровой кислоты и меламина (соотношение = 1: 1,5) при комнатной температуре.
Хорошо закристаллизованные нанокристаллиты графитового нитрида углерода также могут быть получены путем бензол-термической реакции между C3N3Cl3 и NaNH 2 при 180–220 ° C в течение 8–12 ч.
Недавно был разработан новый метод синтеза нитридов углерода графита путем нагревания при 400-600 ° C смеси меламина и мочевой кислоты в присутствии оксида алюминия. сообщил. Оксид алюминия способствует осаждению слоев графитового нитрида углерода на открытой поверхности. Этот метод можно сравнить с химическим осаждением из паровой фазы на месте (CVD).
Характеристика кристаллического gC 3N4может быть проведена путем идентификации триазиновое кольцо, присутствующее в продуктах, по данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), спектров фотолюминесценции и инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) спектр (пики при 800 см, 1310 см и 1610 см).
Благодаря особым полупроводниковым свойствам нитридов углерода они проявляют неожиданные каталитические свойства. активность в различных реакциях, таких как активация бензола, реакции тримеризации, а также активация диоксида углерода (искусственный фотосинтез ).
Коммерческий графитовый нитрид углерода доступен под торговой маркой Nicanite. В графитовой форме микронного размера он может использоваться для трибологических покрытий, биосовместимых медицинских материалов. покрытия, химически инертные покрытия, изоляторы и решения для хранения энергии. Графитовый нитрид углерода считается одним из лучших материалов для хранения водорода. Его также можно использовать в качестве носителя для каталитических наночастиц.
Из-за их свойств (в первую очередь, большие, регулируемые запрещенные зоны и эффективное интеркалирование солей) графитовые нитриды углерода исследуются для множество применений:
Wik imedia Commons имеет материалы, связанные с графитовым нитридом углерода. |
NH3. N2H4 | He (N 2)11 | ||||||||||||||||
Li3N | Be3N2 | BN | β-C 3N4. gC 3N4. CxNy | N2 | NxOy | NF3 | Ne | ||||||||||
Na3N | Mg3N2 | AlN | Si3N4 | PN. P3N5 | SxNy. SN. S4N4 | NCl 3 | Ar | ||||||||||
Ca3N2 | ScN | TiN | VN | CrN. | FexNy | Zn3N2 | GaN | Ge3N4 | As | Se | NBr 3 | Kr | |||||
Sr3N2 | YN | ZrN | NbN | Tc | Ru | Rh | Ag3N | InN | Sn | Sb | Te | NI3 | Xe | ||||
TaN | WN | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg3N2 | Pb | Po | At | Rn | ||||||
Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |||
↓ | |||||||||||||||||
La | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | |||||
Ac | Th | Па | UN | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | Нет | Lr |