一.国内外研究现状
上世纪80年代闪锌矿固体弹性模量的计算公式提出拉开了C-N的研究序幕，其次是美国伯克利大学加州分校教授，Liu和Cohen等采用理论计算方法预言了beta;-C3N4可以稳定存在，并预测出其弹性模量与金刚石类似，这是因为该分子中的碳原子以sp3杂化和氮原子sp2杂化，然后相互交联，其中，键长为0.147nm，与金刚石非常接近，因此硬度非常大。氮化碳的弹性模量预测值可达到427GPa，与天然金刚石的443GPa非常接近，因此可以推断其硬度可与金刚石相媳美。
研究发现氮化碳有5种稳定结构存在，分别是alpha;-C3N4、beta;-C3N4、c-C3N4、p-C3N4、g-C3N4。在以上5种结构中，g-C3N4为类石墨相氮化碳，是自然条件下最稳定的相，为alpha;-C3N4氮化碳中最硬的相，beta;-C3N4次之，准立方相的稳定性最差。alpha;-C3N4、beta;-C3N4、c-C3N4、p-C3N4的硬度、强度都接近或超过金刚石,五种结构中是g-C3N4硬度最小。由于c-C3N4具有原子密度极高及价键结构独特，有成为导热性能最优秀的材料的潜质，beta;-C3N4相对其他结构氮化碳化学键长较短，有成为的抗高温材料的可能。
二．课题研究的意义
作为理论预测的超硬新材料，氮化碳可能具有良好的力学、电学、光学性能、催化性能和广泛的应用前景，广泛的应用于有机官能团的选择性转换、光催化分解水、氧还原和Au、Pd、Ag等贵金属材料的负载还被作为绿色储能材料和硬模板剂用于H2、CO2的储能纳米金属氮化物的制备，在能源和材料相关领域引起人们的高度关注。与其他的半导体相比，g-C3N4在可见光区有吸收，化学稳定性和热稳定性强，而且无毒无污染、原料成本低、制备合成工艺简单，因此近年来页成了半导体光催化领域研究的新星。体相氮化碳的缺点主要变现在比表面积较小及光生电子-空穴对复合率较高等方面，这在一定程度上限制了其实际应用，研究发现氮化碳与石墨具有相似的层状结构，人们通过剥离的方法制备氮化碳纳米片层，大大增加其比表面积，可有效改善某些性能。
三.课题内容
该课题主要研究是C3N4的制备和C3N4的剥离。制备氮化碳的方法很多，较为常见的有固相反应法、溶剂热法、热聚合法。其中热聚合法制备氮化碳方法简单，原料来源经济，实验设备要求不高，所以C3N4的制备可能用热聚合法，前驱体多使用三聚氰胺和尿素。石墨相C3N4（g-C3N4）可以在温和的条件下由一系列含碳富氮的前驱物(单氰胺、三聚氰胺等)进行大量制备，其高度的稳定性及独特的电子结构使其在催化剂载体方面发挥了非凡的应用价值。由于片层氮化碳具有独特的结构和性质特点，成为诸多领域科研工作者研究的重中之重，对氮化碳剥离改性方法有很多研究，主要的剥离方法化学剥离、溶剂剥离、热氧化刻蚀法和酸刻蚀法，该课题对已有的某些剥离方法进行试验，然后改变其中的一些条件进行一些新的探索。
【1】张金水，王博，王心晨，石墨相氮化碳的化学合成及应用，物理化学日报2013，29（9）,1865-1876
【2】张称称，李楠，吕汪洋，张婷，陈文兴，类石墨相C3N4的制备及其光催化讲解酸性红G的研究，浙江理工大学化学学报（自然科学报），第31期，第2卷，2014年3月
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