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GaN/Surface-modified graphitic carbon nitride heterojunction: Promising photocatalytic hydrogen evolution materials

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作者
Zongle Ma,Liang Xu,Kejun Dong,Tong Chen,Sizheng Xiong,Bojun Peng,Jian Zeng,Shuaihao Tang,Haotian Li,Xin Huang,Kai-Wu Luo,Lingling Wang
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:47 (11): 7202-7213 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2021.12.077
摘要

The coupling of two-dimensional (2D) layered materials is an effective way to realize photocatalytic hydrogen production. Herein, using first-principles calculations, the photocatalytic properties of GaN/CNs heterojunctions formed by two different graphite-like carbon nitride materials and GaN monolayer are discussed in detail. The results show that the GaN/C2N heterojunction can promote the effective separation of photogenerated electron and hole pairs, which is attributed to its type-II band orientation and high carrier mobility. However, the low overpotential of GaN/C2N for photocatalytic hydrogen production limits the photocatalytic performance. On this basis, we adjust the CBM position of the GaN/C2N heterojunction by applying an electric field to enhance its hydrogen evolution capability. In addition, the GaN/g-C3N4 is a type-I heterojunction, which is suitable for the field of optoelectronic devices. This work broadens the field of vision for the preparation of highly efficient photocatalysts.
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