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$2023$年杭州亚运会场馆外墙覆盖了一层纳米级二氧化钛$(TiO_{2})$光催化保护薄膜,该薄膜在太阳光的照射下能够快速分解建筑物表面的污柒物,让场馆外墙拥有神奇的自净能力.这是世界上首次在大型国际体育赛事场馆上超大面积使用光催化材料.$TiO_{2}$作为一种含量丰富、无毒且化学性质稳定的光催化材料,广泛应用于降解有机污染物、分解水制氢、还原$CO_{2}$等领域.
由于$TiO_{2}$只在紫外光区有催化作用,因此需要通过改变形态、掺杂非金属或金属（铁、铂、金等）等方法,使$TiO_{2}$能在可见光区有催化作用,以提高催化效果.目前,改变形态的方法有:通过喷雾、球磨等物理技术制备纳米管状、颗粒状的$TiO_{2}$,或让$TiO_{2}$与$H_{2}$在高温下反应生成表面积更大且具有特殊孔隙的空心球.当$TiO_{2}$中掺入非金属或金属时,掺入物质的类型、掺入的量会对其光催化效果产生不同影响.掺杂不同比例石墨氮化碳$(g-C_{3}N_{4})$的纳米$TiO_{2}$光催化分解水时,产生$H_{2}$质量随时间变化关系如图.

在今后的研究中,科研人员将不断探索和完善相关工艺,使$TiO_{2}$带来更多经济与社会效益.
$(1)C_{3}N_{4}$中含有______种元素.
$(2)$光催化保护薄膜使用前后,$TiO_{2}$的质量______$(填"变大"或"变小"或"不变")$.
$(3)TiO_{2}$光催化分解水制氢的符号表达式是______.与电解水制氢相比,该方法的优点是______.
$(4)$下列关于$TiO_{2}$的说法正确的是______$(填字母标号)$.
$A$.改变形态的方法均属于物理方法
$B$.掺杂石墨氮化碳越多,光催化分解水效果越好
$C$.与掺杂铁相比,掺杂金$\left(Au\right)$会提高生产成本
$D.TO_{2}$是一种含量丰富、无毒且化学性质稳定的光催化材料