非金属掺杂石墨相氮化碳光催化的研究进展与展望

doi:10.3866/PKU.WHXB201905080

物理化学学报 >> 2020, Vol. 36 >> Issue (3): 1905080.doi: 10.3866/PKU.WHXB201905080

所属专题：光催化剂

非金属掺杂石墨相氮化碳光催化的研究进展与展望

王亦清,沈少华*()

西安交通大学，动力工程多相流国家重点实验室，国际可再生能源研究中心，西安710049

收稿日期:2019-05-28 录用日期:2019-07-15 发布日期:2019-07-19
通讯作者: 沈少华 E-mail:shshen_xjtu@mail.xjtu.edu.cn
作者简介:Shaohua Shen is currently a full professor at Xi'an Jiaotong University, China. He obtained his Ph.D. degree in thermal engineering in 2010 from Xi'an Jiaotong University. During 2008–2009 and 2011–2012, he worked as a guest researcher at Lawrence Berkeley National Laboratory and a postdoctoral researcher at the University of California at Berkeley. His research interests include photocatalytic and photoelectrochemical solar energy conversion
基金资助:
国家自然科学基金(21875183);国家自然科学基金(51672210);国家自然科学基金(51888103)

Progress and Prospects of Non-Metal Doped Graphitic Carbon Nitride for Improved Photocatalytic Performances

Yiqing Wang,Shaohua Shen*()

International Research Center for Renewable Energy, State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, P. R. China

Received:2019-05-28 Accepted:2019-07-15 Published:2019-07-19
Contact: Shaohua Shen E-mail:shshen_xjtu@mail.xjtu.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21875183);the National Natural Science Foundation of China(51672210);the National Natural Science Foundation of China(51888103)

摘要/Abstract

摘要：

自从Fujishima和Honda利用TiO₂光阳极和Pt电极成功实现太阳能光电化学分解水之后，光催化被认为是解决环境污染和能源短缺两大问题最有前景的方法之一，因为该技术可以有效的利用太阳能这种地球上最丰富的能源来驱动多种不同的催化反应实现能源生产和环境净化，比如：水分解、CO₂还原、有机污染物降解和有机合成等。除了金属氧化物、金属硫化物和金属氮氧化物等多类金属化合物半导体光催化剂，近几年，石墨相氮化碳(g-C₃N₄)因其原料来源广泛、无毒、稳定以及相对较窄的带隙(2.7 eV)而具备可见光响应等特点，在光催化领域获得了广泛的重视。然而，g-C₃N₄对太阳光谱中可见光的吸收效率较低且光生电子和空穴复合严重，导致其光催化活性处于较低水平。至今，研究人员已经开发出多种提高g-C₃N₄光催化活性的方法，如元素掺杂、微纳结构和异质结构设计和助催化剂修饰等。元素掺杂被证明是调节g-C₃N₄独特电子结构和分子结构的有效方法，可以大幅扩展其光响应范围，并促进光生电荷分离。特别地是，非金属元素掺杂以提高g-C₃N₄的光催化活性已经得到很好的研究。通常用于掺杂g-C₃N₄的非金属元素是氧(O)、磷(P)、硫(S)、硼(B)、卤素(F、Cl、Br、I)和其他非金属元素(如碳(C)和氮(N)自掺杂)，因为这些非金属元素有着易于获取的原材料并可以较为简单的引入g-C₃N₄骨架结构中。在这篇综述文章中，作者首先介绍了g-C₃N₄的结构和光学性质，接着简要介绍了光催化剂的g-C₃N₄的改性；然后详细回顾了非金属掺杂改善g-C₃N₄光催化活性的进展，同时总结了光催化机理以期更好地理解光催化的本质并指导新型g-C₃N₄光催化剂的开发。最后，对g-C₃N₄光催化剂的后续研究进行了展望。

关键词: 石墨相氮化碳(g-C₃N₄), 非金属掺杂, 光催化, 能带结构, 电子结构

Abstract:

Since Fujishima and Honda demonstrated the photoelectrochemical water splitting on TiO₂ photoanode and Pt counter electrode, photocatalysis has been considered as one of the most promising technologies for solving both the problems of environmental pollution and energy shortage. This process can effectively use solar energy, the most abundant energy resource on the earth, to drive various catalytic reactions, such as water splitting, CO₂ reduction, organic pollutant degradation, and organic synthesis, for energy generation and environmental purification. Except for the various metal-based semiconductors, such as metal oxides, metal sulfides, and metal oxynitrides, developed for photocatalysis, graphitic carbon nitride (g-C₃N₄) has attracted significant attention in the recent years because of its earth abundancy, non-toxicity, good stability, and relatively narrow band gap (2.7 eV) for visible light response. However, g-C₃N₄ suffers from insufficient absorption of visible light in the solar spectrum and rapid recombination of photogenerated electrons and holes, thus resulting in low photocatalytic activity. Until now, various strategies have been developed to enhance the photocatalytic activity of g-C₃N₄, including element doping, nanostructure and heterostructure design, and co-catalyst decoration. Among these methods, element doping has been found to be very effective for adjusting the unique electronic and molecular structures of g-C₃N₄, which could significantly expand the range of photoresponse under visible light and improve the charge separation. Especially, non-metal doping has been well investigated frequently to improve the photocatalytic activity of g-C₃N₄. The non-metal dopants commonly used for the doping of g-C₃N₄ include oxygen (O), phosphorus (P), sulfur (S), boron (B), and halogen (F, Cl, Br, I) and also carbon (C) and nitrogen (N) (for self-doping), as they are easily accessible and can be introduced into the g-C₃N₄ framework through different physical and chemical synthetic methods. In this review article, the structural and optical properties of g-C₃N₄ is introduced first, followed by a brief introduction to the modification of g-C₃N₄ as photocatalysts. Then, the progress in the non-metal doped g-C₃N₄ with improved photocatalytic activity is reviewed in detail, with the photocatalytic mechanisms presented for easy understanding of the fundamentals of photocatalysis and for guiding in the design of novel g-C₃N₄ photocatalysts. Finally, the prospects of the modification of g-C₃N₄ for further advances in photocatalysis is presented.

Key words: Graphitic carbon nitride (g-C₃N₄), Non-metal doping, Photocatalysis, Band structure, Electronic structure

王亦清,沈少华. 非金属掺杂石墨相氮化碳光催化的研究进展与展望[J]. 物理化学学报, 2020, 36(3), 1905080. doi: 10.3866/PKU.WHXB201905080

Yiqing Wang,Shaohua Shen. Progress and Prospects of Non-Metal Doped Graphitic Carbon Nitride for Improved Photocatalytic Performances[J]. Acta Physico-Chimica Sinica 2020, 36(3), 1905080. doi: 10.3866/PKU.WHXB201905080

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201905080

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2020/V36/I3/1905080

图/表 9

Fig 1

Fig 2

Fig 3

Fig 4

Fig 5

Fig 6

Fig 7

Fig 8

Fig 9

参考文献 156

1	Fujishima A. ; Honda K. Nature 1972, 238 (5358), 37. doi: 10.1038/238037a0
2	Su F. ; Mathew S. C. ; Lipner G. ; Fu X. ; Antonietti M. ; Blechert S. ; Wang X. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (46), 16299. doi: 10.1021/ja102866p
3	Cui Y. ; Wang X. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14 (4), 1455. doi: 10.1039/C1CP22820J
4	Kai D. ; Lu L. U. ; Liang C. ; Liu Q. I. ; Zhu G. Appl. Catal. B 2014, 156-157 (9), 331. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.03.039
5	Song G. ; Chu. Z. Y. ; Jin W. Q. ; Sun H. Q. Chin. J. Chem. Eng. 2015, 23 (8), 1326. doi: 10.1016/j.cjche.2015.05.003
6	Yuan X. ; Zhou C. ; Jin Y. ; Jing Q. ; Yang Y. ; Shen X. ; Tang Q. ; Mu Y. ; Du A. K. J. Colloid Interface Sci. 2016, 468 (15), 211. doi: 10.1016/j.jcis.2016.01.048
7	Kibria M. G. ; Qiao R. ; Yang W. ; Boukahil I. ; Kong X. ; Chowdhury F. A. ; Trudeau M. L. ; Ji W. ; Guo H. ; Himpsel F.J. ; et al Adv. Mater. 2016, 28 (38), 8388. doi: 10.1002/adma.201602274
8	Zhao H. ; Jiang P. ; Cai W. Chem. Asian J. 2016, 12 (3), 361. doi: 10.1002/asia.201601543
9	Shen S. ; Lindley S. A. ; Chen X. ; Zhang J. Z. Energy Environ. Sci. 2016, 9 (9), 2744. doi: 10.1039/C6EE01845A
10	Qi K. ; Xie Y. ; Wang R. ; Liu S. ; Zhao Z. Appl. Surf. Sci. 2019, 466 (1), 847. doi: 10.1016/j.apsusc.2018.10.037
11	Xu J. ; Fujitsuka M. ; Kim S. ; Wang Z. ; Majima T. Appl. Catal. B 2019, 241 (37), 141. doi: 10.1021/jacs.7b08416
12	Zhu S. ; Wang Q. ; Qin X. ; Gu M. ; Tao R. ; Lee B. P. ; Zhang L. ; Yao Y. ; Li T. ; Shao M. Adv. Energy Mater. 2018, 8 (1) doi: 10.1002/aenm.201802238
13	Zhao L. ; Ye F. ; Wang D. ; Cai X. ; Meng C. ; Xie H. ; Zhang J. ; Bai S. ChemSusChem 2018, 11 (19), 3524. doi: 10.1002/cssc.201801294
14	Wu H. ; Song J. ; Xie C. ; Hu Y. ; Ma J. ; Qian Q. ; Han B. Green Chem. 2018, 20, 1765. doi: 10.1039/C8GC02457J
15	Hu S. ; Qu X. ; Bai J. ; Li P. ; Li Q. ; Wang F. ; Song L. ACS Sustainable Chem. Eng. 2017, 5 (8), 6863. doi: 10.1021/acssuschemeng.7b01089
16	Miranda C. ; Mansilla H. ; Yá ez J. ; Obregón S. ; Colón G. J. Photochem. Photobiol. A. 2013, 253 (2), 16. doi: 10.1016/j.jphotochem.2012.12.014
17	Chang F. ; Xie Y. ; Li C. ; Chen J. ; Luo J. ; Hu X. ; Shen J. Appl. Surf. Sci. 2013, 280 (8), 967. doi: 10.1016/j.apsusc.2013.05.127
18	Li X. H. ; Wang X. ; Antonietti M. ACS Catal. 2012, 2 (10), 2082. doi: 10.1021/cs300413x
19	Gul F. IEEE Electr. Device Lett. 2019, 40 (1), 643. doi: 10.1109/LED.2019.2899889
20	Chen G. ; Zhong W. ; Li Y. ; Deng Q. ; Ou X. ; Pan Q. ; Wang X. ; Xiong X. ; Yang C. ; Liu M. ACS Appl. Mater. Interface 2019, 11 (5), 5055. doi: 10.1021/acsami.8b19501
21	Guo Y. ; Chen L. ; Wu J. ; Hua J. ; Yang L. ; Wang Q. ; Zhang W. ; Lee J. S. ; Zhou B. ; Guo Y. Sci. Total Environ. 2019, 650 (1), 557. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.09.007
22	Guo P. ; Jiang J. ; Shen S. ; Guo L. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38 (29), 13097. doi: 10.1016/jijhydene.2013.01.184
23	Li C. ; Ren F. ; Wang M. ; Cai G. ; Chen Y. ; Liu Y. ; Shen S. ; Guo L. Int. J. Hydrog. Energy 2015, 40 (3), 1394. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.11.114
24	Mohamed W. S. ; Abu-Dief A. M. J. Phys. Chem. Solids 2018, 116 (1), 375. doi: 10.1016/j.jpcs.2018.02.008
25	Guo Y. ; Fu Y. ; Liu Y. ; Shen S. RSC Adv. 2014, 4 (70), 36967. doi: 10.1039/C4RA05289G
26	Lippens P. E. ; Lannoo M. Phys. Rev. B Condens. 1989, 39 (15), 10935. doi: 10.1103/physrevb.39.10935
27	Peng X. ; Schlamp M. C. ; And A. V. K. ; Alivisatos A. P. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119 (30), 7019. doi: 10.1021/ja970754m
28	Dabbousi B. O. ; Mikulec F. V. ; Heine J. R. ; Mattoussi H. ; Ober R. ; Jensen K. F. ; Bawendi M. G. ; Dabbousi B. O. ; Mikulec F. V. ; Heine J. R. J. Phys. Chem. B. 1997, 101 (46), 9463. doi: 10.1021/jp971091y
29	Chen Y. ; Rosenzweig Z. Anal. Chem. 2002, 74 (19), 5132. doi: 10.1021/ac0258251
30	Kirchner C. ; Liedl T. ; Kudera S. ; Pellegrino T. ; Muñoz J. A. ; Gaub H. E. ; Stñlzle S. ; Fertig N. ; Parak W. J. Nano Lett. 2005, 5 (2), 331. doi: 10.1021/nl047996m
31	Ingrid R. ; Contreras M. A. ; Brian E. ; Clay D. ; John S. ; Perkins C. L. ; Bobby T. O. ; Rommel N. Prog. Photovolt. Res. Appl. 2008, 16 (3), 235. doi: 10.1002/pip.822
32	Duda A. Prog. Photovolt. Res. Appl. 2010, 11 (4), 225. doi: 10.1002/pip.494
33	Niu F. ; Shen S. ; Zhang N. ; Chen J. ; Guo L. Appl. Catal. B 2016, 199 (15), 134. doi: 10.1016/j.apcatb.2016.06.029
34	Wolff C. M. ; Frischmann P. D. ; Schulze M. ; Bohn B. J. ; Wein R. ; Livadas P. ; Carlson M. ; Livadas T. ; Jäckel F. ; Feldmann J. ; Würthner F. ; et al Nat. Energy 2018, 3 (1), 862. doi: 10.1038/s41560-018-0229-6
35	Fang X. ; Zhai T. ; Gautam U. K. ; Liang L. ; Wu L. ; Bando Y. ; Golberg D. Prog. Mater. Sci. 2011, 56 (2), 175. doi: 10.1016/j.pmatsci.2010.10.001
36	Higashi M. ; Domen K. ; Abe R. Energy Environ. Sci. 2011, 4 (10), 4138. doi: 10.1039/C1EE01878G
37	Li Y. ; Takata T. ; Cha D. ; Takanabe K. ; Minegishi T. ; Kubota J. ; Domen K. Adv. Mater. 2013, 25 (1), 125. doi: 10.1002/adma.201202582
38	Hara M. ; Takata T. ; Kondo J. N. ; Domen K. Catal. Today 2004, 89 (3), 313. doi: 10.1016/j.cattod.2004.04.040
39	Higashi M. ; Domen K. ; Abe R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (16), 6968. doi: 10.1021/ja302059g
40	Kim E.S. ; Nishimura N. ; Magesh G. ; Kim J. Y. ; Jang J. W. ; Jun H. ; Kubota J. ; Domen K. ; Lee J. S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135 (14), 5375. doi: 10.1021/ja308723w
41	Wang X. ; Maeda K. ; Thomas A. Nat. Mater. 2009, 8 (1), 76. doi: 10.1038/nmat2317
42	Li Y. R. ; Kong T. T. ; Shen S. H. Small 2019, 1900772. doi: 10.1002/smll.201900772
43	Wang B. ; Cai H.R. ; Shen S. H. Small Methods 2019, 1800447. doi: 10.1002/smtd.201800447
44	Lowther J. E. Phys. Rev. B. 1999, 59 (18), 11683. doi: 10.1103/PhysRevB.59.11683
45	Alves I. ; Demazeau G. ; Tanguy B. ; Weill F. Solid State Commun. 1999, 109 (11), 697. doi: 10.1016/S0038-1098(98)00631-0
46	Xu Y. ; Gao S. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37 (15), 11072. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.04.138
47	Guo Q. ; Xie Y. ; Wang X. ; Lv S. ; Hou T. ; Liu X. Chem. Phys. Lett. 2003, 380 (1), 84. doi: 10.1016/j.cplett.2003.09.009
48	Montigaud H. ; Tanguy B. ; Demazeau G. ; Alves I. ; Courjault S. J. Mater. Sci. 2000, 35 (10), 2547. doi: 10.1023/a:1004798509417
49	Li Y. ; Zhang J. ; Wang Q. ; Jin Y. ; Huang D. ; Cui Q. ; Zou G. J. Phys. Chem. B. 2010, 114 (29), 9429. doi: 10.1021/jp103729c
50	Niu C. ; Lu Y. Z. ; Lieber C. M. Science 1993, 261 (5119), 334. doi: 10.1126/science.261.5119.334
51	Bian J. ; Qian L. ; Chao H. ; Li J. ; Yao G. ; Zaw M. ; Zhang R. Q. Nano Energy 2015, 15 (1), 353. doi: 10.1016/j.nanoen.2015.04.012
52	Bian J. ; Li J. ; Kalytchuk S. ; Wang Y. ; Li Q. ; Lau T. C. ; Niehaus T. A. ; Rogach A. L. ; Zhang R. Q. ChemPhysChem 2015, 16 (5), 954. doi: 10.1002/cphc.201402898
53	Dong F. ; Wang Z. ; Sun Y. ; Ho W. K. ; Zhang H. J. Colloid Interface Sci. 2013, 401 (8), 70. doi: 10.1016/j.jcis.2013.03.034
54	Groenewolt M. ; Antonietti M. Adv. Mater. 2005, 17 (14), 1789. doi: 10.1002/adma.200401756
55	Holst J. R. ; Gillan E. G. J. Am. Chem Soc. 2008, 130 (23), 7373. doi: 10.1021/ja709992s
56	Li X. ; Jian Z. ; Shen L. ; Ma Y. ; Lei W. ; Cui Q. ; Zou G. Appl. Phys. A. 2009, 94 (2), 387. doi: 10.1007/s00339-008-4816-4
57	Fan D. ; Wu L. ; Sun Y. ; Min F. ; Wu Z. ; Lee S. C. J. Mater. Chem. 2011, 21 (39), 15171. doi: 10.1039/c1jm12844b
58	Chao L. ; Cao C. ; Zhu H. Chin. Sci. Bull. 2003, 48 (16), 1737. doi: 10.1360/03wb0011
59	Yan S. C. ; Li Z. S. ; Zou Z. G. Langmuir 2009, 25 (17), 10397. doi: 10.1021/la900923z
60	Zhong Y. ; Wang Z. ; Feng J. ; Yan S. ; Zhang H. ; Zhao L. I. ; Zou Z. Appl. Surf. Sci. 2014, 295 (10), 253. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.01.008
61	Komatsu T. J. Mater Chem. 2001, 11 (3), 802. doi: 10.1039/B007165J
62	Kroke E. ; Schwarz M. ; Horath-Bordon E. ; Kroll P. ; Noll B. ; Norman A. D. New J. Chem. 2002, 26 (5), 508. doi: 10.1039/b111062b
63	Gu Y. ; Chen L. ; Liang S. ; Ma J. ; Yang Z. ; Qian Y. Carbon 2003, 41 (13), 2674. doi: 10.1016/S0008-6223(03)00357-9
64	Bai X. ; Jie L. ; Cao C. Appl. Surf. Sci. 2010, 256 (8), 2327. doi: 10.1016/j.apsusc.2009.10.061
65	Liu J. ; Zhang T. ; Wang Z. ; Dawson G. ; Wei C. J. Mater Chem. 2011, 21 (38), 14398. doi: 10.1039/C1JM12620B
66	Sekine T. ; Kanda H. ; Bando Y. ; Yokoyama M. ; Hojou K. J. Mater. Sci. Lett. 1990, 9 (12), 1376. doi: 10.1007/bf00721588
67	Thomas A. ; Fischer A. ; Goettmann F. ; Antonietti M. ; Mueller J. O. ; Schloegl R. ; Carlsson J. M. J. Mater. Chem. 2008, 18 (41), 4893. doi: 10.1039/b800274f
68	Goettmann F. ; Fischer A. ; Antonietti M. ; Thomas A. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 45 (27), 4467. doi: 10.1002/anie.200600412
69	Zhou Y. ; Zhang L. ; Liu J. ; Fan X. ; Wang B. ; Wang M. ; Ren W. ; Wang J. ; Li M. ; Shi J. J. Mater Chem. A. 2015, 3 (7), 3862. doi: 10.1039/C4TA05292G
70	Sheng C. ; Ying W. ; Yong G. ; Feng J. ; Wang C. ; Luo W. ; Fan X. ; Zou Z. ACS Catal. 2013, 3 (5), 912. doi: 10.1021/cs4000624
71	Zesheng L. I. ; Yang S. ; Zhou J. ; Dehao L. I. ; Zhou X. ; Chunyu G. E. ; Fang Y. Chem. Eng. J. 2014, 241 (4), 344. doi: 10.1016/j.cej.2013.10.076
72	Wang Y. N. ; Zhang Y. ; Zhang W. S. ; Xu Z. R. Sens. Actuat. B. 2018, 260 (1), 400. doi: 10.1016/j.snb.2017.12.173
73	Kim D. J. ; Jo W. K. Chemosphere 2018, 202 (1), 184. doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.03.089
74	Jing L. ; Xu Y. ; Chen Z. ; He M. ; Meng X. ; Jie L. ; Hui X. ; Huang S. ; Li H. ACS Sustainable Chem. Eng. 2018, 6 (4), 5132. doi: 10.1021/acssuschemeng.7b04792
75	Qiao Q. ; Huang W. Q. ; Li Y. Y. ; Bo L. ; Hu W. ; Wei P. ; Fan X. ; Huang G. F. J. Mater. Sci. 2018, 53 (23), 1. doi: 10.1007/s10853-018-2762-x
76	Zhang X. ; Veder J. P. ; He S. ; Jiang S. P. Chem. Commun. 2019, 55 (9), 1233. doi: 10.1039/C8CC09633C
77	Talukdar M. ; Behera S. K. ; Bhattacharya K. Appl. Surf. Sci. 2019, 473 (15), 275. doi: 10.13140/RG.2.2.13639.60323
78	Asadzadeh-Khaneghah S. ; Habibi-Yangjeh A. ; Yubuta K. J. Am. Ceram. Soc. 2019, 102 (3), 1435. doi: 10.1111/jace.15959
79	Rather R. A. ; Khan M. ; Lo I. M. C. J. Catal. 2018, 341 (1), 248. doi: 10.1016/j.cej.2018.02.042
80	Feng C. ; Deng Y. ; Tang L. ; Zeng G. ; Wang J. ; Yu J. ; Liu Y. ; Peng B. ; Feng H. ; Wang J. Appl. Catal. B 2018, 239 (1), 525. doi: 10.1016/j.apcatb.2018.08.049
81	Wang P. ; Zong L. ; Guan Z. ; Li Q. ; Yang J. Nanoscale Res. Lett. 2018, 13 (1), 33. doi: 10.1186/s11671-018-2448-y
82	He K. ; Xie J. ; Li M. ; Xin L. Appl. Surf. Sci. 2018, 430 (1), 208. doi: 10.1016/j.apsusc.2017.08.191
83	Fu J. ; Bie C. ; Bei C. ; Jiang C. ; Yu J. ACS Sustainable Chem. Eng. 2018, 6 (2), 2767. doi: 10.1021/acssuschemeng.7b04461
84	Zhao N. ; Kong L. ; Dong Y. ; Wang G. L. ; Wu X. ; Jiang P. ACS Appl. Mater. Inter. 2018, 10 (11), 9522. doi: 10.1021/acsami.8b01590
85	Zhao D. ; Chen J. ; Dong C. ; Zhou W. ; Huang Y. ; Mao S. S. ; Guo L. ; Shen S. J. Catal. 2017, 352 (1), 491. doi: 10.1016/j.jcat.2017.06.020
86	Chen J. ; Shen S. ; Guo P. ; Meng W. ; Wu P. ; Wang X. ; Guo L. Appl. Catal., B. 2014, 152-153 (12), 335. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.01.047
87	Chen J. ; Shen S. ; Wu P. ; Guo L. Green Chem. 2015, 17 (1), 509. doi: 10.1039/c4gc01683a
88	Chen J. ; Dong C. ; Zhao D. ; Huang Y. ; Wang X. ; Samad L. ; Dang L. ; Shearer M. ; Shen S. ; Guo L. Adv. Mater. 2017, 29 (21), 1606198. doi: 10.1002/adma.201606198
89	Chen J. ; Zhao D. ; Diao Z. ; Wang M. ; Shen S. Sci Bull. 2016, 61 (4), 292. doi: 10.1007/s11434-016-0995-0
90	Chen J. ; Zhao D. ; Diao Z. ; Wang M. ; Guo L. ; Shen S. ACS Appl. Mater. Interface 2015, 7 (33), 18843. doi: 10.1021/acsami.5b05714
91	Chen X. ; Zhang J. ; Fu X. ; Antonietti M. ; Wang X. J. Am. Ceramic Soc. 2009, 131 (33), 11658. doi: 10.1021/ja903923s
92	Ye X. ; Cui Y. ; Qiu X. ; Wang X. Appl. Catal. B 2014, 152-153 (1), 383. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.01.050
93	Wang Y. ; Wang Y. ; Li Y. ; Shi H. ; Xu Y. ; Qin H. ; Li X. ; Zuo Y. ; Kang S. ; Cui L. Catal. Commun. 2015, 72 (1), 24. doi: 10.1016/j.catcom.2015.08.022
94	Le S. ; Jiang T. ; Zhao Q. ; Liu X. ; Li Y. ; Fang B. ; Gong M. RSC Adv. 2016, 6 (45), 38811. doi: 10.1039/C6RA03982K
95	Li Z. ; Kong C. ; Lu G. J. Phys. Chem. C. 2016, 120 (1), 56. doi: 10.1021/acs.jpcc.5b09469
96	Wang Y. ; Xu Y. ; Wang Y. ; Qin H. ; Li X. ; Zuo Y. ; Karig S. ; Cui L. Catal. Commun. 2016, 74 (1), 75. doi: 10.1016/j.catcom.2015.10.029
97	Wang Y. ; Zeng Y. ; Li B. ; Li A. ; Yang P. ; Yang L. ; Wang G. ; Chen J. ; Wang R. J. Energy Chem. 2016, 25 (4), 594. doi: 10.1016/j.jechem.2016.03.018
98	Fu J. ; Zhu B. ; Jiang C. ; Cheng B. ; You W. ; Yu J. Small 2017, 13 (15), 1603938. doi: 10.1002/smll.201603938
99	Sun S. ; Li J. ; Cui J. ; Gou X. ; Yang Q. ; Liang S. ; Yang Z. ; Zhang J. Inorg. Chem. Front. 2018, 5 (7), 1721. doi: 10.1039/c8qi00242h
100	Tian W. ; Li N. ; Zhou J. Appl. Surf. Sci. 2016, 361 (1), 251. doi: 10.1016/j.apsusc.2015.11.157
101	Feng J. ; Zhang D. ; Zhou H. ; Pi M. ; Wang X. ; Chen S. ACS Sustainable Chem. Eng. 2018, 6 (5), 6342. doi: 10.1021/acssuschemeng.8b00140
102	Bellardita M. ; García-López E. I. ; Marcì G. ; Krivtsov I. ; García J. R. ; Palmisano L. Appl. Catal. B 2018, 220 (1), 222. doi: 10.1016/j.apcatb.2017.08.033
103	Raziq F. ; Humayun M. ; Ali A. ; Wang T. ; Khan A. ; Fu Q. ; Luo W. ; Zeng H. ; Zheng Z. ; Khan B. ; et al Appl. Catal. B 2018, 237 (1), 1082. doi: 10.1016/j.apcatb.2018.06.009
104	Bai J. ; Lv W. ; Ni Z. ; Wang Z. ; Chen G. ; Xu H. ; Qin H. ; Zheng Z. ; Li X. J. Alloy. Compd. 2018, 768 (1), 766. doi: 10.1016/j.jallcom.2018.07.286
105	Jourshabani M. ; Shariatinia Z. ; Badiei A. J. Mater. Sci. Technol. 2018, 34 (9), 1511. doi: 10.1016/j.jmst.2017.12.020
106	Li X. ; Xing J. ; Zhang C. ; Han B. ; Zhang Y. ; Wen T. ; Leng R. ; Jiang Z. ; Ai Y. ; Wang X. ACS Sustainable Chem. Eng. 2018, 6 (8), 10606. doi: 10.1021/acssuschemeng.8b01934`
107	Wang Y. ; Tian Y. ; Lang Z. ; Guan W. ; Yan L. J. Mater Chem. A. 2018, 6 (1), 21056. doi: 10.1039/C8TA07352J
108	Yu H. ; Jiang X. ; Shao Z. ; Feng J. ; Yang X. ; Liu Y. Nanoscale Res. Lett. 2018, 13 (1), 57. doi: 10.1186/s11671-018-2473-x
109	Luo Y. ; Wang J. ; Yu S. ; Cao Y. ; Ma K. ; Pu Y. ; Zou W. ; Tang C. ; Gao F. ; Dong L. J. Mater Res. 2018, 33 (9), 1268. doi: 10.1557/jmr.2017.472
110	Kong W. ; Zhang X. ; Chang B. ; Zhou Y. ; Zhang S. ; He G. ; Yang B. ; Li J. Electrochim. Acta 2018, 282 (1), 767. doi: 10.1016/j.electacta.2018.06.090
111	Cazelles R. ; Liu J. ; Antonietti M. ChemElectroChem 2015, 2 (3), 333. doi: 10.1002/celc.201402421
112	Ding K. ; Wen L. ; Huang M. ; Zhang Y. ; Lu Y. ; Chen Z. Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18 (28), 19217. doi: 10.1039/c6cp02169g
113	Zhu B. ; Zhang J. ; Jiang C. ; Bei C. ; Yu J. Appl. Catal. B 2017, 207 (1), 27. doi: 10.1016/j.apcatb.2017.02.020
114	Dong G. ; Zhao K. ; Zhang L. Chem. Commun. 2012, 48 (49), 6178. doi: 10.1039/c2cc32181e
115	Ruan L. W. ; Qiu L. G. ; Zhu Y. J. ; Lu Y. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (1), 43. doi: 10.3866/PKU.WHXB201311082
	阮林伟; 裘灵光; 朱玉俊; 卢运祥.. 物理化学学报., 2014, 30 (1), 43. doi: 10.3866/PKU.WHXB201311082
116	Hong X. ; Kang X. ; Liu G. ; Cheng H. Imaging Sci. Photo. Chem. 2015, 5 (1), 434. doi: 10.7517/j.issn.1674-0475.2015.05.434
117	Su F. Y. ; Xu C. Q. ; Yu Y. X. ChemCatChem 2016, 8 (22), 3527. doi: 10.1002/cctc.201600928
118	Li D. ; Zhu M. RSC. Adv. 2016, 6 (31), 25670. doi: 10.1039/C5RA27895C
119	Shi R. ; Li Z. ; Yu H. ; Shang L. ; Zhou C. ; Waterhouse G. I. N. ; Wu L. Z. ; Zhang T. ChemSusChem 2017, 10 (22), 4650. doi: 10.1002/cssc.201700943
120	Zhang L. ; Chen X. ; Guan J. ; Jiang Y. ; Hou T. ; Mu X. Mater. Res. Bull. 2013, 48 (9), 3485. doi: 10.1016/j.materresbull.2013.05.040
121	Hu S. ; Ma L. ; You J. ; Li F. ; Fan Z. ; Wang F. ; Liu D. ; Gui J. RSC Adv. 2014, 4 (41), 21657. doi: 10.1039/c4ra02284j
122	Zhu Y. ; Ren T. ; Yuan Z. ACS Appl. Mater. Appl. Interfaces 2015, 7 (30), 16850. doi: 10.1021/acsami.5b04947
123	Han Q. ; Hu C. ; Zhao F. ; Zhang Z. ; Chen N. ; Qu L. J. Mater. Chem. A. 2015, 3 (8), 4612. doi: 10.1039/C4TA06093H
124	Zhang P. ; Li X. ; Shao C. ; Liu Y. J. Mater. Chem. A. 2015, 3 (7), 3281. doi: 10.1039/C5TA00202H
125	Guo S. ; Deng Z. ; Li M. ; Jiang B. ; Tian C. ; Pan Q. ; Fu H. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55 (5), 1830. doi: 10.1002/ange.201508505
126	Guo S. ; Zhu Y. ; Yan Y. ; Min Y. ; Fan J. ; Xu Q. Appl. Catal. B 2016, 185 (1), 315. doi: 10.1016/j.apcatb.2015.11.030
127	She X. ; Liu L. ; Ji H. ; Mo Z. ; Li Y. ; Huang L. ; Du D. ; Xu H. ; Li H. Appl. Catal. B 2016, 187 (1), 144. doi: 10.1016/j.apcatb.2015.12.046
128	Li J. ; Shen B. ; Hong Z. ; Lin B. ; Gao B. ; Chen Y. Chem Commun. 2012, 48 (98), 12017. doi: 10.1039/c2cc35862j
129	Liu G. ; Niu P. ; Sun C. ; Smith S. C. ; Chen Z. ; Lu G. Q. ; Cheng H. M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (33), 11642. doi: 10.1021/ja103798k
130	Feng L. L. ; Zou Y. ; Li C. ; Shuang G. ; Zhou L. J. ; Sun Q. ; Fan M. ; Wang H. ; Wang D. ; Li G. D. Int. J. Hydrog. Energy 2014, 39 (28), 15373. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.07.160
131	Lin S. ; Ye X. ; Gao X. ; Jing H. J. Mole. Catal. A-Chem. 2015, 406 (1), 137. doi: 10.1016/j.molcata.2015.05.018
132	Huang Z. F. ; Song J. ; Lun P. ; Wang Z. ; Zhang X. ; Zou J. J. ; Mi W. ; Zhang X. ; Li W. Nano Energy 2015, 12 (1), 646. doi: 10.1016/j.nanoen.2015.01.043
133	Fan Q. ; Liu J. ; Yu Y. ; Zuo S. ; Li B. Appl. Surf. Sci. 2017, 391 (1), 360. doi: 10.1016/j.apsusc.2016.04.055
134	Wang K. ; Li Q. ; Liu B. ; Cheng B. ; Ho W. ; Yu J. Appl. Catal. B 2015, 176-177 (1), 44. doi: 10.1016/j.apcatb.2015.03.045
135	Wang Y. ; Tian Y. ; Yan L. ; Su Z. J. Phys. Chem. C. 2018, 122 (14), 7712. doi: 10.1039/C8TA07352J
136	Rong X. ; Qiu F. ; Rong J. ; Zhu X. ; Yan J. ; Yang D. Mater. Lett. 2016, 164 (1), 127. doi: 10.1016/j.matlet.2015.10.131
137	Zhang Y. ; Mori T. ; Ye J. ; Antonietti M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (18), 6294. doi: 10.1021/ja101749y
138	Wang Y. ; Di Y. ; Antonietti M. ; Li H. ; Chen X. ; Wang X. Chem. Mater. 2010, 22 (18), 5119. doi: 10.1021/cm1019102
139	Zhang G. ; Zhang M. ; Ye X. ; Qiu X. ; Lin S. ; Wang X. Adv. Mater. 2014, 26 (5), 805. doi: 10.1002/adma.201303611
140	Lan Z. ; Zhang G. ; Wang X. Appl. Catal. B 2016, 192 (1), 116. doi: 10.1016/j.apcatb.2016.03.062
141	Yan S. C. ; Li Z. S. ; Zou Z. G. Langmuir 2010, 26 (6), 3894. doi: 10.1021/la904023j
142	Sagara N. ; Kamimura S. ; Tsubota T. ; Ohno T. Appl. Catal. B 2016, 192 (1), 193. doi: 10.1016/j.apcatb.2016.03.055
143	Raziq F. ; Yang Q. ; Zhang X. ; Humayun M. ; Jing L. J. Phys. Chem. C. 2016, 48 (2), 31. doi: 10.1021/acs.jpcc.5b10313
144	Zhu Z. ; Pan H. ; Murugananthan M. ; Gong J. ; Zhang Y. Appl. Catal. B 2018, 232 (15), 19. doi: 10.1016/j.apcatb.2018.03.035
145	Fang J. ; Fan H. ; Li M. ; Long C. J. Mater. Chem. A. 2015, 3 (26), 13819. doi: 10.1039/C5TA02257F
146	Yu H. ; Shang L. ; Bian T. ; Shi R. ; Waterhouse G. I. ; Zhao Y. Adv. Mater. 2016, 28 (25), 5140. doi: 10.1002/adma.201670178
147	Zhao Z. ; Sun Y. ; Dong F. ; Zhang Y. ; Zhao H. RSC. Adv. 2015, 5 (49), 39549. doi: 10.1021/acsnano.5b05924
148	Bao N. ; Hu X. ; Zhang Q. ; Miao X. ; Jie X. ; Zhou S. Appl. Surf. Sci. 2017, 403 (1), 682. doi: 10.1016/j.apsusc.2017.01.256
149	Jiang L. ; Yuan X. ; Pan Y. ; Liang J. ; Zeng G. ; Wu Z. ; Wang H. Appl. Catal. B 2017, 217 (1), 388. doi: 10.1016/j.apcatb.2017.06.003
150	Yang D. ; Tao J. ; Wu T. ; Peng Z. ; Han H. ; Han B. Catal. Sci. Technol. 2015, 6 (1), 193. doi: 10.1039/C5CY01177A
151	Hu S. ; Ma L. ; Xie Y. ; Li F. ; Fan Z. ; Wang F. ; Wang Q. ; Wang Y. ; Kang X. ; Wu G. Dalton Trans. 2015, 44 (48), 20889. doi: 10.1039/C5DT04035C
152	Chang Q. ; Yang S. ; Li L. ; Xue C. ; Li Y. ; Wang Y. ; Hu S. ; Yang J. ; Zhang F. Dalton Trans. 2018, 47 (18), 6435. doi: 10.1039/C8DT00735G
153	Han Z. ; Zhao Z. ; Hou Y. ; Tang Y. ; Dong Y. ; Shuang W. ; Hu X. ; Zhang Z. ; Wang X. ; Qiu J. J. Mater. Chem. A. 2018, 6 (16), 10. doi: 10.1039/C8TA00529J
154	Jiang B. ; Huang Y. ; Yan Q. ; Yan H. ; Tang Y. ; Chen S. ; Yu Z. ; Tian C. ChemCatcChem 2017, 9 (21), 4083. doi: 10.1002/cctc.201700786
155	Hu C. ; Hung W. ; Wang M. ; Lu P. Carbon 2018, 127 (1), 374. doi: 10.1016/j.carbon.2017.11.019
156	Cui Y. ; Wang H. ; Yang C. ; Li M. ; Zhao Y. ; Chen F. Appl. Surf. Sci. 2018, 441 (1), 621. doi: 10.1016/j.apsusc.2018.02.073

[1]	陈轼逸, 付家龙, 裘建平, 常国菊, 郝仕油. 废弃医用口罩衍生的碳量子点增强BiOBr/g-C₃N₄ S型异质结光催化降解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100135 - .
[2]	黄火帅, 韦之栋, 严嘉玮, 池家晟, 苏千翔, 陈铭夏, 江治, 孙洋洲, 上官文峰. 揭示Zn_xCd_1−xS固溶体光催化析氢中的直接-间接带隙跃迁机制[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100141 - .
[3]	赵呈孝, 李昭霖, 吴东方, 杨小飞. SBA-15模板化共价三嗪框架增强光催化产氢[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100149 - .
[4]	陈芸, 邓代洁, 徐丽, 朱兴旺, 李赫楠, 孙成明. 共价键调控电荷转移以实现自供能电化学传感平台对重金属离子的灵敏分析[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100144 - .
[5]	张凤英, 梅杨林, 蒋毓蔓, 郑申申, 郑凯波, 周莹. 瞬态吸收光谱在太阳能转化利用中的研究进展[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100118 - .
[6]	王文龙, 郝文韬, 何浪, 乔佳, 李宁, 陈朝秋, 覃勇. 碳量子点/TiO₂ S型异质结的能带和吸附工程促进光催化CO₂甲烷化[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100116 - .
[7]	韦梦兰, 欧晓霞, 王艺濛, 张梦圆, 滕飞, 王凯旋. S型异质结g-C₃N₄/Bi₂WO₆高效降解左氧氟沙星：性能、机理及降解路径[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100105 - .
[8]	李静萍, 严素定, 吴佳曦, 程强, 王楷. LiFePO₄改善无机/有机S型光催化剂的过氧化氢光合作用[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100104 - .
[9]	吴琦, 王长华, 李莹莹, 张昕彤. 增强g-C₃N₄@BN范德华异质结界面上的三重态电子转移增强光催化合成H₂O₂[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100107 - .
[10]	蔡家杰, 程畅, 刘博文, 张建军, 姜传佳, 程蓓. CdS/DBTSO-BDTO S型异质结光催化制氢及其电荷转移动力学[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100084 - .
[11]	袁乐汪, 彭垚垚, 管宗杰, 方煜. 二维共价有机框架作为光催化剂在有机合成中的研究进展[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100086 - .
[12]	刘方璇, 刘子妍, 周国伟, 高婷婷, 刘文宇, 孙彬. 中空结构光催化剂[J]. 物理化学学报, 2025, 41(7): 100071 - .
[13]	王玉, 石海洋, 陈子涵, 陈峰, 王苹, 王雪飞. 具有富电子Pt^δ−壳层的空心AgPt@Pt核壳催化剂：提升光催化H₂O₂生成选择性与活性[J]. 物理化学学报, 2025, 41(7): 100081 - .
[14]	罗雅丹, 郑浩, 李鑫, 李锋民, 唐华, 佘希林. 调节O, S共掺杂C₃N₄中的活性氧生成以促进光催化降解微塑料[J]. 物理化学学报, 2025, 41(6): 100052 - .
[15]	宋相海, 刘晓颖, 任智祥, 刘想, 汪梅, 吴元锋, 周伟强, 朱志, 霍鹏伟. 氮掺杂显著提升BiOBr光催化还原CO₂性能研究[J]. 物理化学学报, 2025, 41(6): 100055 - .

非金属掺杂石墨相氮化碳光催化的研究进展与展望

Progress and Prospects of Non-Metal Doped Graphitic Carbon Nitride for Improved Photocatalytic Performances

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