g-C3N4在光催化領(lǐng)域的應用

1. 光催化分解水產(chǎn)氫

g-C3N4作為對可見光響應的光催化劑，可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為氫能。理論上，由于g-C3N4的導帶（CB）為–1.1eV，價帶（VB）為+1.6eV（相對于標準氫電），跨立于光催化分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣的氧化還原電位的兩端，滿足可見光全解水析氫析氧的要求。然而，純 g-C3N4的光催化產(chǎn)氫活性并不。因此研究者對其進行改性，通過形貌調(diào)控、元素摻雜、染料敏化、構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)、負載助催化劑等方法來提g-C3N4的光催化活性。

2.光催化降解污染物

光催化降解污染物是污染問題的友好的手段。g-C3N4的電子結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)使其用于光催化降解有機污染物，主要有羅丹明B、甲基橙、甲基藍、苯酚、苯甲醇、雙酚A、2,4-二氯苯酚等有機污染物。同時，它還可以降解，例如：鹽酸四環(huán)素。但是，純 g-C3N4的降解能力較低。因此，研究者通過將g-C3N4與其它物質(zhì)復合來提光催化降解性能，例如：Pt、C、Pd、Eu、AgBr、WO3等。

3.光催化還原 CO2

光催化還原CO2生成烴類燃料是能源短缺問題的手段之一。由于g-C3N4的導帶位置偏負，可以滿足CO2還原的要求。因為CO2還原反應需要較的過電位來驅(qū)動，所以很少有人使用純g-C3N4光催化還原CO2。因此，研究者將g-C3N4與其他半導體復合，可以提g-C3N4光催化還原CO2的活性。Liang[3]等制備的 g-C3N4/CeO2可將CO2光催化還原成 CH4，從而將 CO2變成可直接利用的燃料。但目前光催化還原CO2的研究較少，且光催化劑較不穩(wěn)定，仍然需要研究者進行的探索。

4.光催化有機

g-C3N4光催化劑在溫和條件下具有選擇性有機轉(zhuǎn)化的能力。研究表明，g-C3N4基光催化劑可對許多芳香化合物進行光催化氧化。例如：選擇性氧化苯為苯酚、芳香醇為醛、芳香胺為亞胺等。Dai等[4]將 CdS/g-C3N4應用于選擇性氧化芳香醇為芳香醛和還原硝基苯為苯胺。與光催化還原 CO2類似，目前關(guān)于光催化有機的報道較少，g-C3N4作為光催化劑進行有機仍需進一步探索。

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碘摻雜改性石墨相氮化碳

熒光氮化碳量子點(g-C3 N4 QDs)

鈰摻雜石墨相氮化碳

鎳摻雜石墨相氮化碳

單層石墨相氮化碳納米片（NMGCNs）

手性石墨相氮化碳聚合物半導體光催化劑

三元金屬硫化物-石墨相氮化碳

介孔石墨相氮化碳(CND-SBA15)

石墨相g-C3N4聚合物半導體光催化劑

磷摻雜的介孔石墨類氮化碳(P-mpg-C3N4)

石墨相氮化碳納米管(CN-NTs)光催化劑

硫化鎘修飾類石墨相氮化碳復合材料

納米級石墨相氮化碳光催化劑

介孔石墨相氮化碳

鈉摻雜石墨相氮化碳

海藻酸鈉修飾石墨相氮化碳納米片

Au/g-C3N4金屬/氮化碳復合材料

銀和石墨烯共修飾TiO2納米線
TiO2修飾Si/Fe2O3納米線陣列
硫化釩修飾二氧化鈦納米線陣列
FTO基底上TiO2納米線陣列
Al2O3修飾陣列TiO2納米線
二氧化鈦納米線修飾MXene的納米材料定制
氧化石墨烯納米片修飾TiO2納米線
納米顆粒修飾枝節(jié)狀二氧化鈦納米線
金納米線修飾的二氧化鈦納米柱陣列
CuO@TiO2納米線膜
氫鍵-TiO2納米管?MOF復合光催化劑
Bi2WO6 鎢酸鉍納米片
Bi2WO6二維薄
三維介孔Bi2WO6納米球
TiO2-Bi2WO6異質(zhì)納米纖維
Bi2WO6修飾TiO2納米帶
Bi2 WO6表面修飾了貴金屬Pd
TiO2反蛋白石光子晶體薄膜
Bi2WO6/TiO2中空微球
Bi2WO6晶體
Au NPs修飾Bi2WO6金納米簇修飾

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