编号：CYYJ03065

篇名：二维氮化碳（CxNy）材料的结构、性质及应用研究进展

作者： 梁家毓1,2；袁清红2

关键词： 二维碳氮材料; 氮类型调控; 构效关系; 能源催化; 可控合成;

机构： 1.中国计量大学光学与电子科技学院2.华东师范大学精密光谱科学与技术高等研究院

摘要： 二维氮化碳（CxNy）材料作为新兴二维材料家族,因其高度可调的结构和优异的物理化学性质,成为材料科学的研究热点.本综述构建了氮类型关联的“结构-性质-应用”全链条框架,系统揭示了CxNy材料从原子尺度结构到宏观性能的演化规律.基于氮原子配位环境的差异,深入分析了吡啶氮、石墨氮、吡咯氮等类型对电子结构和化学键合的调控机制,并通过密度泛函理论计算与实验验证,阐述了其结构多样性的热力学和动力学理论基础.本综述全面探讨了CxNy材料的多元性能,包括热力学稳定性、可调电子能带结构、电化学活性、光谱响应及催化性能,并基于构效关系,分析了其在能源存储与转换（如锂离子电池、超级电容器）、环境治理（如光催化、CO2还原）、电子器件及传感检测等领域的应用前景,建立了性能与结构参数的关联.针对当前挑战,如可控合成、规模化制备、缺陷调控机制、理论与实验协同及跨尺度建模等问题,本综述提出了未来发展方向:开发精准合成技术、构建多尺度理论模型、探索多元优化策略及推进工程化应用.通过系统的理论分析和前瞻性展望,本综述旨在为CxNy二维材料的基础研究和应用开发提供全面的科学指导,推动该领域向高性能化和产业化方向发展.