● 摘要
本文基于前驱体自身缩聚的热解法合成了类石墨烯二维结构的纳米级氮化碳粉末（g-C3N4），其后采用原位还原的方法在g-C3N4基底上分别负载Au、Ag、Au-Ag合金以及Pd纳米粒子，得到不同种类的g- C3N4-金属的纳米复合物作为光催化剂。使用X射线衍射(XRD)，紫外-可见光谱(UV-vis)，透射电子显微镜(TEM)和表面拉曼增强（SERS）等表征手段对所制备的光催化剂的结构和性能进行了分析。为研究光催化剂的催化性能，本文将得到的不同种类的g- C3N4-金属纳米光催化剂，分别在可见光、紫外光和黑暗等不同的光辐射条件下，对4-硝基苯酚（4-NP）的光催化还原反应过程进行了系统性的研究。计算不同催化剂在不同辐射条件下的催化转化率（TOF）,分析并比较催化剂的反应活性。此外，基于金、银等贵金属纳米粒子较强的等离子体共振现象，以及其对一些有机分子具有较好的表面催化效应，本工作将所制备的g-C3N4/Au、g-C3N4/Ag、 g-C3N4/Au-Ag和g-C3N4/Pd纳米复合物用作SERS基底和等离子体催化剂，利用拉曼技术，对4-NBT的催化还原反应进行原位跟踪。实验结果表明4-NBT分子发生光化学表面催化反应生成二巯基偶氮苯（DMAB）。
论文的主要研究内容及成果如下：
(1) 采用热解缩聚三聚氰胺的方法制备块状C3N4，经超声剥离块状C3N4得到类石墨烯二维结构的纳米级C3N4，即g-C3N4，尔后，采用原位还原的方法,在g-C3N4上分别沉积不同负载量和粒径的Au、Ag、Au-Ag合金或Pd纳米粒子，相应地，得到g-C3N4/Au、g-C3N4/Ag、g-C3N4/Au-Ag和g-C3N4/Pd纳米催化剂。
(2) 研究并比较不同光照条件下，即紫外光、可见光和黑暗光场，g-C3N4/Au、g-C3N4/Ag、g-C3N4/Au-Ag和g-C3N4/Pd对4-硝基苯酚（4-NP）的光催化反应的催化活性，实验结果表明在可见光条件下催化剂的催化效果最好，紫外光照条件下各纳米催化剂也有较好的光催化效率，而黑暗场中催化效率最弱，这归因于光催化反应中，g-C3N4作为一个适当的牺牲电子给体或受体，对可见光具有较强的吸收，在金属纳米粒子周围产生较强的等离子共振效应，降低其价带能量，产生光电子-空穴对，从而实现光催化过程，大大提高了光催化的活性。
(3) 基于金、银纳米粒子的等离子体效应，分别在g-C3N4/Au、g-C3N4/Ag和g-C3N4/Au-Ag纳米复合物上对4-硝基苯硫醇（4-NBT）进行原位SERS检测，观察各纳米催化剂同时作为SERS基底和等离子体催化剂对4-NBT到 DMAB的催化还原过程。该化学转化过程受拉曼反应时间的影响，反应时间越长DMAB转化率越高.