Solar RRL:液相法原位构筑g-C3N4异质结光催化剂及其在环境中的应用

近年来,异质结光催化剂展示了优异的光催化活性,其纳米结构的控制、界面电荷传输等均对光催化过程中光生载流子的传输及复合。液相中原位生长策略由于其微观结构控制精确、生产效率高、成本低、稳定性好等优点,被认为是原位合成异质结构的一种很有前景的方法。石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种最常见的可见光催化剂,可以通过含氮有机前驱体直接缩合反应得到。g-C3N4的可调电子结构、良好的热稳定性和化学稳定性使其成为一种用于太阳能转换的优异光催化剂。然而,较大的带隙(Eg ≈ 2.72 eV)使其在可见光照射下具有较低的光催化活性。因此,采用原位液相生长法合成了各种g-C3N4基非均相纳米结构,能够通过界面上的快速电荷转移提高了光生电子-空穴对的分离效率。

山东大学环境科学与工程学院何作利王曙光教授课题组综述了近年来的原位液相生长g-C3N4非均相光催化剂的研究进展。近年来在g-C3N4基杂化复合材料的开发领域取得了显著的成就,通过原位生长法构筑的表面工程和界面工程,使多相光催化剂表现出优异的载流子传输与分离特性。围绕水热法、浸渍法、光沉积法、超声辅助法、共沉淀法及其结合,展示了这些方法在不同反应条件下对构筑不同异质结构的影响,进而探讨由此引发在光催化污染物降解和能源燃料生产中的活性的差异。在此基础上,讨论了各种液相合成法的优缺点与适合的前驱体类型。最后指出,尽管g-C3N4基非均相光催化剂的液相原位生长策略取得了长足的进展,但仍有一些问题需要克服,同时液相中原位生长技术在构建具有强连接界面的高结晶度的非均相纳米结构方面也面临着一定的挑战。

In-situ Liquid-phase Growth Strategies of g-C3N4 Solar Driven Heterogeneous Catalysts for Environmental Applications

Shijie Zhang, Zuoli He*, Shasha Xu, Xuan Li, Jing Zhang, Xuepeng Zhan*, Mingchong Dai*, Shuguang Wang*

Solar RRL

DOI: 10.1002/solr.202100233

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/solr.202100233