三聚氰胺——昔日毒分子，今日大用途

众所周知，三聚氰胺昔日被广泛关注源于2008年的三鹿毒奶粉事件。当时很多婴儿食用了三鹿奶粉后患了肾结石，最终的罪魁祸首竟是这个不起眼的小分子——三聚氰胺，当时可谓是人心惶惶。如今该事件已经平息多年，大家对于三聚氰胺的印象或许还是一个“毒分子”，但每种物质都有它存在的道理，三聚氰胺有什么用途呢？

首先来看看它的结构：

这是一个三嗪（三个氮作为杂原子的苯）的结构，每个碳上的氢被一个氨基取代。之所以以前在奶粉中掺杂三聚氰胺，是看重了其高含氮量与价格低廉的优点，而传统的食品检测蛋白质又是通过检测其含氮量来实现的，因而可以达到以假乱真的效果。

事实上，三聚氰胺有很多用途，比如与甲醛缩合形成三聚氰胺树脂，被广泛应用于木质建筑模板的制造和加工中，还有用于海绵、颜料等等。

层压板碗（还有这种操作....）海绵

除了以上用途，三聚氰胺还有一个非主流应用：合成石墨相氮化碳（g-C3N4)的原料。那么石墨相氮化碳又是什么呢？且看其结构：看起来是不是很均匀对称？

g-C3N4是通过三聚氰胺等聚合而成的，商业上用来做涂层，也被报道是一种很好的储氢材料。近年来发现这种结构的特殊的材料并不简单，其N原子与C原子之前有π电子云的重叠，形成一个大的二维平面π共轭结构（虽然N的杂化是三角锥型的，但其与C的共轭使其处于同一平面，具有一定的张力），层与层之间通过C、N极性的相互吸引而具有较强的稳定性（不像石墨烯全是C、C相互作用）。这种大π电子云相互作用使其成为一种带隙较窄的半导体，是一种很好的光吸收剂。当光照射到其上，电子会从基态激发到激发态，产生空穴和光生电子。在助催化剂作用下，空穴可以起氧化作用，光生电子可以起还原作用，从而可以应用到如CO2还原、光催化分解水等领域。（如图）

BingYueet al 2011 Sci.

Technol. Adv. Mater. 12

034401 doi:10.1088/1468-6996/12/3/034401

当然，目前石墨相氮化碳的光催化性能还远未达到商业化的水平，不过可以预期在不久的将来，以三聚氰胺为原料的g-C3N4将会在如光催化分解水、CO2还原等关系到能源、环境的重大领域大放光彩，届时三聚氰胺也可以“将功赎罪”了。