1。2。2 g-C3N4 的发展

1994 年，Liu 和 Wentzcovitch[2]运用分子动力学模型对 C3N4 进行优化，提出 了立方晶系的类闪梓矿结构和三角晶系的类石墨结构。Lowther[3]也计算得到了 一种类闪锌矿结构的 C3N4，其体弹性模量为 422MPa。

1995 年，Guo 和 Goddardiei[4]通过优化计算以后提出了两种结构的 C3N4，即 a-CsN 和 P- C3N4。

1996 年，Teter[5]等以周期性函数为边界条件，采用共辄梯度法计算后得出的 结论是：C3N4 可能具有 5 种结构，并给出了它们的相关参数。从理论上提出 P- C3N4 共价晶体之后，该化合物引起了各国研宄者的广泛关注，并且在很多领域 有潜在的应用价值。

1997 年，Cote 和 Cohen[6]等人利用腹势总能量法重新对 1:1 的碳氮化合物进 行了研究。Miyamoto[7]等提出了类 Ceo 和细管结构的 C3N4；M。Mattesiniand[8]等

人提出了 CiiN4 化合物。1999 年，J。 E。 Lowthertl[9]发现：石墨型结构 C3N4 是一 种软质相。

1。2。3  类石墨相氮化碳的研究现状

1。3  二氧化钛

1。3。1  二氧化钛的晶体结构[16]

TiO2 是钛的主要化合物之一，TiO2 晶体结构是以 Ti 原子为中心，周围包围 着 6 个氧原子，形成配位数为 6 的八面体结构。TiO2 晶体结构中一个 Ti 原子中 包含 22 个电子，外围 3d 轨道的 4 个价电子与氧原子最外层电子联结形成共价键， 导致 Ti 原子外层没有活泼电子，从而 TiO2 拥有相当高的化学稳定性[17]。在自然 界，TiO2 主要由板钛矿(Brookite)、锐钛矿(Anatse)和金红石(Rutile)三种晶体结构 形式组成，其中所有的 TiO2 结构都可以看做是由多个 TiO6 的八面体结构组合而 成[18]。结构示意图见图 1。1。

图 1。1 TiO2 的晶型结构示意图:板钛矿(a),金红石(b),税铁矿(c)[19]

Figl。1  Unit  structures of brookile (a), rutile (b) and analase (c)  TiO2

金红石型 TiO2 在二氧化钛的三种形态中，稳定性最好，因为它即使在高温 下也不解离；而锐钛型和板钛型二氧化钛是 TiO2 的亚稳定晶型，温度到达一定 程度都会不可逆地转变成金红石型。而另一性质光催化活性却是锐钛型 TiO2 比 较高，其次活性较高的是金红石型，而板钛型和无定形 TiO2 光催化活性最差， 没有明显的光催化活性。

锐钛矿型和金红石型 TiO2 都属于 J 下方晶系，但它们都具有不同的晶格， 因而 X 射线衍射图像也不尽相同。锐钛矿型 TiO2 的衍射角(2θ)为 25。50°，而金红 石型 TiO2 的衍射角(2θ)为 27。50°，这两种结构均可由相互联接的 TiO2 八面体来 表示[20]。金红石型和锐钛矿型二氧化钛八面体的畸变程度和八面体间相互联接 的方式不同是两者的主要差别:金红石型的八面体结构不规则，属于斜方晶形态； 锐钛矿型则呈现明显的斜方晶畸变，其对称性低于金红石型。金红石型二氧化钛 中的每个八面体以两个共边，八个共顶角的连接方式与周围的 10 个八面体相连，

而锐钛矿型二氧化钛中的每个八面体以四个共边，四个共顶角的连接方式与周围 8 个八面体相连。八面体锐钛矿型 TiO2 的 Ti- Ti 键间距比金红石型的大，而 Ti-O 键间距比金红石型的小。锐钛矿 TiO2 的带隙略高于金红石型，但稳定性比金红 石差。金红石型 TiO2 一般用作较为理想的氧敏材料，而锐钛矿型 TiO2 则多被人 们用在光催化方面。

1。3。2  二氧化钛的物理化学性质

二氧化钛无嗅无味，遮盖力和着色力强，溶点一般在 1560～1580℃之间。 溶解性：不溶于水、稀无机酸、有机溶剂、油，微溶于碱，溶于浓硫酸。不同晶 体结构的 TiO2 具有不同的物理和化学性质，而不同的物理化学性质又决定了不 同晶体结构 TiO2 的不同用途。