【特约专栏】西安交通大学石建稳教授:石墨相氮化碳的改性及其在光催化中的应用进展

文摘   科学   2024-08-21 09:01   陕西  


石墨相氮化碳的改性及其在光催化中的应用进展


李俊,马丹丹,邹雅珺,石建稳

西安交通大学电气工程学院 电工材料电气绝缘全国重点实验室 新型储能与能量转换纳米材料研究中心,陕西 西安 710049

DOI:10.7502/j.issn.1674-3962.202310019

摘要:石墨相氮化碳(graphitic carbon nitride,g-C3N4)因其独特的电子结构、可见光响应能力以及优异的化学稳定性,被认为是新一代最有发展前景的光催化材料之一。但原始的块体g-C3N4存在比表面积小、电子传导率低、可见光吸收能力有限、光生载流子复合速率快等缺点,极大地限制了它在光催化领域的大规模应用。为了提高g-C3N4的光催化性能并拓展其应用领域,科研人员进行了大量的研究工作并取得了重大进展。针对g-C3N4在光催化领域的研究现状,从分子结构调控、微观结构优化、助催化剂负载、半导体异质结和同质结的构建等方面概述了基于g-C3N4材料的改性方法,介绍了g-C3N4基材料在光催化分解水产氢、污染物降解、CO2还原、有机合成4个领域的应用,论述了g-C3N4基材料在光催化领域面临的机遇和挑战,并展望了其应用前景。


g-C3N4 纳米片合成策略示意图[33]

Schematic of synthesis strategy of g-C3N4 nanosheets[33]



具有串联导向内电场的g-C3N4 同质结在光催化分解水中的反应机理[86]

Reaction mechanism of series-directed internal electrical fields(IEFs) in tandem-C3N4 for photocatalytic water splitting[86]


[引用格式]李俊,马丹丹,邹雅珺,等. 石墨相氮化碳的改性及其在光催化中的应用进展[J]. 中国材料进展, 2024, 43(7): 565-578. 

LI J,MA D D,ZOU Y J, et al. The Modification of Graphite Carbon Nitride and Its Applications in Photocatalysis[J]. Materials China, 2024, 43(7): 565-578. 


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【特约编辑】


 沈岳松  研究员

沈岳松男, 1981 年生, 现任南京工业大学材料科学与工程学院副院长、研究员、博士生导师, 国家重点研发计划青年科学家。长期从事环境与能源催化新材料和结构催化学研究。获授权发明专利65 件,在Small, Chemical Engineering Journal, Journal of Materials Chemistry A 等学术期刊发表SCI 论文百余篇, 参编国家标准1 项、团体标准1 项, 获江苏省科学技术奖一等奖等省部级科技奖励7 项, 获国际科学组织Vebleo 协会会士(Vebleo Fellow)、IFAM 青年科学家奖、侯德榜化工科学技术青年奖等学术荣誉。江苏省“333 工程”、“ 青蓝工程”中青年学术带头人入选江苏省“六大人才高峰”高层次人才。担任国家科技专家库专家、安徽省纳米碳基材料与环境健康国际联合研究中心学术委员会主任、《中国材料进展》青年编委、《能源环境保护》编委中国能源学会专家委员会新能源、煤炭与石油天然气专家组委员等。



【特约撰稿人】


 石建稳  教授

石建稳男, 1976 年生, 西安交通大学电气工程学院教授、博士生导师, 能源与环境催化团队负责人。长期从事光/ 电催化水分解、CO2还原, 以及热催化烟气脱硝的理论和应用研究。已在Coordin. Chem. Rev., Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Nano, ACS Catal., Nano Energy, Appl.Catal. B, Chem. Eng.J., J. Catal. 等期刊发表SCI 论文150 余篇,其中影响因子> 10 的论文52 篇, ESI 高被引论文20 篇; 研究成果被引用9500 余次, H 因子57; 入选全球前2%顶尖科学家“ 终身科学成就榜”榜单, 入选全球学者库顶尖前10 万科学家。2023 年获陕西省科学技术二等奖(自然科学)。多次获邀在相关领域的国际会议上作学术报告。长期为Chem. Rev., J. Am. Chem. Soc., Nat. Commun., Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Appl. Catal. B 等学术刊物审稿。已获授权专利18项, 多项研究成果已实现工业应用或正在孵化中。


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