DOI: 10.1039/D0TA06729F
由重復的三均三嗪單元組成的石墨碳氮化物（g-C3N4）近年來在膜基技術領域引起了極大的關注。g-C3N4由于其獨特的化學多功能性、固有的多孔性、高穩定性和資源豐富性，被廣泛應用于構建各種功能膜以滿足不同的分離需求。本文概述了合成超薄g-C3N4基膜的先進策略，例如過濾輔助涂層、共混、界面聚合、浸涂、靜電紡絲和三維印刷。然后，重點介紹了g-C3N4膜在水處理（淡化和去除污染物）、氣體分離和全蒸發中的代表性應用。最后，還指出了g-C3N4基膜的當前挑戰和未來前景，以激發高性能分離膜的發展。
圖1.g-C3N4的兩個基本結構單元：（a）庚嗪基和（b）三嗪基結構。
圖2.關于g-C3N4膜整個研究的出版物和引用數。主題關鍵字設置為[“g-C3N4膜”或“石墨氮化碳膜”]。
圖3.g-C3N4片材的AFM和TEM圖像。
圖4.將g-C3N4摻入膜中的三種方法：（a）薄膜納米復合材料（TFN）膜，（b）g-C3N4/聚合物復合膜，以及（c）在基材頂部組裝g-C3N4的膜。
圖5.（a）g-C3N4 NT/rGO復合膜的制備過程示意圖。（b）g-C3N4 NT/rGO膜的俯視圖和橫截面SEM圖像，以及該膜的AFM圖像。（c）g-C3N4層壓膜的俯視圖和橫截面SEM圖像。
圖6.g-C3N4/Fe-POMs膜的制備過程示意圖。
圖7.Au/g-C3N4/GO自支撐膜。（a）光學照片，（b）俯視SEM圖像，（c）橫截面SEM圖像和（d）可回收SERS功能的示意圖。
圖8.（a）SA混合g-C3N4膜的合成方案，（b）熱穩定性和（c）力學性能。
圖9.基于g-C3N4的混合基質膜的創新設計策略。（a）通過LSMM輔助混合法制備的g-C3N4基膜的俯視SEM圖像。（b）磁感應冷凍澆鑄法的示意圖。（c）Fe3O4/g-C3N4/PVDF膜的元素圖譜。
圖10.g-C3N4（表示為gCN）和酸化的g-C3N4（表示為aCN）之間的差異示意圖：（a）TEM圖像，（b）尺寸分布。
圖11.CF/g-C3N4布。（a）制備過程示意圖，（b）俯視SEM圖像，（c）串聯的七個用于去除RhB的光催化反應器，以及（d）光催化反應器中RhB的降解效率。
圖12.g-C3N4涂覆Al2O3膜。（a）靜電紡絲裝置的設計示意圖，（b）滲透通量，（c）油截留率和（d）循環測試。
圖13.g-C3N4膜在超濾中的應用。（a）光電催化過程的示意圖，（b）捕獲熒光強度的羥基自由基，以及（c）g-C3N4/CNTs/Al2O3膜的苯酚去除效率。（d）在BSA過濾測試中，Ag/g-C3N4改性膜的通量值，（e）通量恢復率和（f）總污染率。
圖14.g-C3N4膜在納濾中的應用。（a）通過g-C3N4層壓板的水傳輸示意圖。（b）在AAO基板上的g-C3N4層壓板的橫截面SEM圖像。（c）g-C3N4層壓板取決于厚度的透水性和EB截留率。（d）g-C3N4層壓板對不同分子的分離性能。（e）在不同pH環境下，g-C3N4層壓板的透水性和g-C3N4納米片溶液的ζ電位。（f）g-C3N4層壓板的壓力依賴性水滲透性。（g）g-C3N4/Fe-POMs膜的分離性能，（h）可重復使用性和（i）長期穩定性。
圖15.用于油/水分離的g-C3N4基膜。（a）油/水分離實驗中g-C3N4基膜的通量值。（b）g-C3N4基膜的循環測試。（c）原始g-C3N4基膜的FTIR光譜，該膜粘附有大豆油，隨后經模擬的陽光照射。
圖16.g-C3N4膜在氣體分離中的應用。（a）通過ZIF-8/g-C3N4膜的單一氣體滲透率與動力學直徑的函數關系。插圖顯示了理想的氣體選擇性和對H2的Knudsen選擇性超過其他氣體。（b）中空多孔g-C3N4納米球基膜的NO去除效率和（c）可重復使用性。（d）黑磷/g-C3N4-MOF膜的NO去除效率，（e）可重復使用性和（f）電子自旋共振（ESR）光譜。
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