Internal electric field in carbon nitride-based heterojunctions for photocatalysis

材料科学 光催化 异质结 氮化碳 氮化物 载流子 石墨氮化碳 碳纤维 纳米技术 光电子学 催化作用 复合材料 复合数 化学 图层(电子) 生物化学
作者
Aixin Deng,Yue Sun,Zhanqi Gao,Shaogui Yang,Yazi Liu,Huan He,Jinqiang Zhang,Shaomin Liu,Hongqi Sun,Shaobin Wang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:108: 108228-108228 被引量:84
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108228
摘要

Carbon nitride is one of the most promising metal-free photocatalysts to harvest solar light for energy conversion and pollutant treatment. Unfortunately, its photocatalytic performance is impeded by the sluggish charge carriers due to the high symmetry of unit cells of chemical structure. Fabrication of an internal electric field (IEF) in carbon nitride-based photocatalysts is evidenced to be a productive strategy to actuate the fast separation of photo-excited charge carriers and navigate their migrations to active sites for high apparent quantum efficiency (AQE) and throughputs. In the current work, a comprehensive review of IEF in different types of carbon nitride-based heterojunctions will be well presented. Emphasis will be put on the latest progress of IEF generation by hosting 2-dimensional (2D) carbon nitride nanosheets with different dimensional materials, IEF modulation by interfacial engineering as well as IEF identification and monitoring. Relationships between IEF and photocatalytic performances in various processes will also be enlightened. Finally, this review will suggest the challenges and future perspectives of IEF-driven photocatalysis. This review brings the intrinsic impetus of charge carriers in a photocatalyst to the forefront and is anticipated to provide guidance to configure powered IEF in 2D carbon nitride-based heterostructures toward efficient energy conversion and environmental purification.
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