摘要：石墨相碳化氮（g-C3N4）作为一种成本低廉、化学性质稳定、带隙窄的光催化剂,一直是材料科学领域的研究重点。虽然g-C3N4存在光生载流子复合率高、可见光利用率低、比表面积较小等缺点,但由于其聚合物的本身特性适合制备g-C3N4基复合材料,从而可以通过引入其他化学元素或异质结对g-C3N4进行改进,提高其光催化活性。与非金属共价掺杂不同,碱金属、碱土金属改性g-C3N4具有金属掺杂的非局域化特性,其表面活性位点增多,载流子分离率降低并且能使能带位置发生改变,从而具有较好的光催化性能,因此成为一个新的研究热点。综合考虑经济性和实用性,目前用来改善g-C3N4性能的碱/碱土金属元素多为锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、钡（Ba）、镁（Mg）、钙（Ca）。现有的大部分数据表明,Li、Ca两种元素对g-C3N4的改性效果较好，尤其是Ca元素。同时结合不同制备工艺;如选择不同的前体,采用介孔材料作为催化剂载体,改变制备过程中的加热方式(控制升温速率﹑煅烧温度和时长),可以使g-C3N4的光催化活性进一步提高。
     虽然碱金属、碱土金属改性g-C3N4的理论依据是金属离子的引入会对能带结构和载流子迁移=产生影响,但金属离子与周围原子的相互作用和对能带的调控机理还未明确,实现碱金属/碱土金属可控改性g-C3N4也尚待研究。对碱金属碱土金属改性g-C3N4的系统研究仍需继续进行大量的实验作为分析验证的基础。
    本文对国内外碱金属、碱土金属掺杂改性g-C3N4技术的发展现状进行了总结,归纳了改性g-C3N4的制备方法及应用范围，将改性g-C3N4在实际应用领域(氮氧化合物降解﹑光解水析氢、有机污染物降解)的光催化活性进行对比,按照掺杂元素种类和数量将其分为单掺杂和复合掺杂,并对其增强机理进行归纳整理,提出了当前碱金属、碱土金属改性g-C3N4发展所面临的问题,并对未来将要进行的工作及发展趋势进行了展望。
DOI：10. 11896 / cldb. 19040223