Bridging the g-C3N4 Interlayers for Enhanced Photocatalysis

光催化 石墨氮化碳 兴奋剂 带隙 催化作用 材料科学 可见光谱 共轭体系 电子结构 载流子 氮化碳 聚合 纳米技术 化学 光化学 光电子学 计算化学 有机化学 聚合物 复合材料
作者
Ting Xiong,Wanglai Cen,Yuxin Zhang,Fan Dong
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:6 (4): 2462-2472 被引量:1091
标识
DOI:10.1021/acscatal.5b02922
摘要

Graphitic carbon nitride (g-C3N4) has been widely investigated and applied in photocatalysis and catalysis, but its performance is still unsatisfactory. Here, we demonstrated that K-doped g-C3N4 with a unique electronic structure possessed highly enhanced visible-light photocatalytic performance for NO removal, which was superior to Na-doped g-C3N4. DFT calculations revealed that K or Na doping can narrow the bandgap of g-C3N4. K atoms, intercalated into the g-C3N4 interlayer via bridging the layers, could decrease the electronic localization and extend the π conjugated system, whereas Na atoms tended to be doped into the CN planes and increased the in-planar electron density. On the basis of theoretical calculation results, we synthesized K-doped g-C3N4 and Na-doped g-C3N4 by a facile thermal polymerization method. Consistent with the theoretical prediction, it was found that K was intercalated into the space between the g-C3N4 layers. The K-intercalated g-C3N4 sample showed increased visible-light absorption, efficient separation of charge carriers, and strong oxidation capability, benefiting from the narrowed band gap, extended π conjugated systems, and positive-shifted valence band position, respectively. Despite that the Na-doped g-C3N4 exhibited narrowed bandgap, the high recombination rate of carriers resulted in the reduced photocatalytic performance. Our discovery provides a promising route to manipulate the photocatalytic activity simply by introducing K atoms in the interlayer and gains a deep understanding of doping chemistry with congeners. The present work could provide new insights into the mechanistic understanding and the design of electronically optimized layered photocatalysts for enhanced solar energy conversion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
30完成签到 ,获得积分10
2秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
李大胖胖完成签到 ,获得积分10
6秒前
随缘完成签到 ,获得积分10
8秒前
朝阳完成签到,获得积分10
15秒前
愉快的溪流完成签到 ,获得积分10
23秒前
ken131完成签到 ,获得积分10
25秒前
Serena完成签到 ,获得积分10
25秒前
蛋卷完成签到 ,获得积分10
26秒前
六一儿童节完成签到 ,获得积分0
31秒前
will完成签到 ,获得积分10
35秒前
饱满的大碗完成签到 ,获得积分10
37秒前
39秒前
到底是谁还在做牛马完成签到 ,获得积分10
41秒前
甜蜜的白桃完成签到 ,获得积分10
41秒前
42秒前
like发布了新的文献求助10
48秒前
沙脑完成签到 ,获得积分10
53秒前
harden9159完成签到,获得积分10
54秒前
程淑弟完成签到,获得积分10
55秒前
卫卫完成签到 ,获得积分10
56秒前
56秒前
胖胖橘完成签到 ,获得积分10
57秒前
Dong完成签到 ,获得积分10
58秒前
swordshine完成签到,获得积分0
1分钟前
elain完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wenbinvan完成签到,获得积分0
1分钟前
昵称什么的不重要啦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
woshiwuziq完成签到 ,获得积分10
1分钟前
囧神完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
木卫二完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
elisa828发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Constitutional and Administrative Law 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Holistic Discourse Analysis 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 530
Comparison of spinal anesthesia and general anesthesia in total hip and total knee arthroplasty: a meta-analysis and systematic review 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5347421
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4481719
关于积分的说明 13948050
捐赠科研通 4380004
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2406699
邀请新用户注册赠送积分活动 1399256
关于科研通互助平台的介绍 1372383