view in publisher's site

g‐C 3 N 4 ‐Based 2D/2D Composite Heterojunction Photocatalyst

Abstract Employing semiconductor photocatalysis to transform solar energy into chemical energy provides a practicable strategy for the alleviation of energy and environmental crisis. Graphitic carbon nitride (g-C3N4) is a popular 2D photocatalyst with numerous advantages, such as visible light response, low cost, and high stability. However, single g-C3N4 photocatalyst displays poor performance due to fast recombination of photogenerated electrons and holes. To improve this limitation, many research works have focused on the construction of g-C3N4-based 2D/2D heterojunction photocatalysts by hybridizing g-C3N4 with other 2D materials. The intimate face-to-face contact in 2D/2D heterojunction offers large contact area and plentiful channels for the migration and separation of photogenerated charge carriers. Furthermore, 2D/2D heterojunction inherits the strengths of 2D structure, including high specific surface area, abundant adsorption sites and active sites. Herein, the preparation, mechanism, and application of g-C3N4-based 2D/2D heterojunction photocatalysts are reviewed. Three common preparation methods are summarized, including solid phase reaction, in situ growth, and electrostatic self-assembly. Various photocatalytic mechanisms are discussed, including traditional type-II, Z-scheme and S-scheme mechanisms. A series of applications in energy and environment fields are illustrated. Finally, future directions for the development of g-C3N4-based 2D/2D heterojunction photocatalysts are proposed.

G - C ۳ N ۴ - فتوکاتالیست ترکیبی دو بعدی / دو بعدی مبتنی بر هترو جانکشن

چکیده استفاده از فوتوکاتالیست نیمه‌رسانا برای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی شیمیایی، یک استراتژی عملی برای کاهش بحران انرژی و محیط‌زیست فراهم می‌کند. نیترید کربن گرافیتی (g - C۳N۴)یک فتوکاتالیست دو بعدی محبوب با مزایای متعدد مانند پاسخ نور مرئی، هزینه پایین و پایداری بالا است. با این حال، فتوکاتالیست g - C۳N۴ به دلیل ترکیب مجدد سریع الکترون‌ها و حفره‌های ایجاد شده با نور، عملکرد ضعیفی را از خود نشان می‌دهد. به منظور بهبود این محدودیت، بسیاری از کاره‌ای تحقیقاتی بر روی ساخت فتوکاتالیست های هتروتقاطع دوبعدی / دوبعدی مبتنی بر G - C۳N۴ با پیوند G - C۳N۴ با دیگر مواد دوبعدی متمرکز شده‌اند. تماس نزدیک رو در رو در هتروجانکشن دوبعدی، ناحیه تماس بزرگ و کانال‌های فراوانی را برای مهاجرت و جداسازی حامل‌های بار ایجاد شده توسط نور ارائه می‌دهد. علاوه بر این، هتروجانکشن دوبعدی، قدرت ساختار دوبعدی را به ارث می‌برد که شامل مساحت سطح ویژه بالا، سایت‌های جذب فراوان و سایت‌های فعال است. در اینجا، آماده‌سازی، مکانیزم و کاربرد فتوکاتالیست های با اتصال دوگانه مبتنی بر G - C۳N۴ مورد بررسی قرار گرفته‌است. سه روش معمول آماده‌سازی شامل واکنش فاز جامد، رشد در محل و خودمونتاژی الکترواستاتیک خلاصه شده‌اند. مکانیزم‌های فتوکاتالیتیک مختلفی مورد بحث قرار گرفته‌اند که شامل مکانیزم‌های نوع II سنتی، طرح Z و طرح S می‌باشند. مجموعه‌ای از کاربردها در زمینه‌های انرژی و محیط‌زیست نشان‌داده شده‌است. در نهایت، جهت‌های آینده برای توسعه فتوکاتالیست های با اتصال دوگانه مبتنی بر G - C۳N۴ پیشنهاد شده‌است.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.