研究与评论:材料科学杂雷竞技苹果下载志
菜单ISSN: 2321 - 6212
ISSN: 2321 - 6212
查尔斯·K·班多1，2，埃里克·S·阿戈尔库2＊弗朗西斯·K·安邦3.
1北京大学化学科学系能源自然资源，加纳Sunyani
收到:07-Apr-2022，稿件编号:JOMS-22 - 48327;编辑分配:09- Apr -2022预qcJOMS 22 - 48327 (PQ);综述:21- 4 -2022, QC号JOMS 22 - 48327;修改后:23- 4 -2022，稿件编号:JOMS 22 - 48327 (R);发表:30- april -2022, DOI: 10.4172/2321-6212.10.4.001。
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在寻找用于光催化应用的有效半导体时，需要记住一些重要的必要条件，如有效吸收可见光的窄带隙，有效氧化还原反应的合适带位，低重组率等。显然，没有一种半导体能满足这些要求。石墨氮化碳(g-C3N4)基半导体纳米复合材料被发现具有这些所有重要的品质。本研究概述了g- c3n4基材料的设计和制备及其在光催化中的应用的最新进展。
光催化;石墨氮化碳;半导体;隙;阳光
世界范围内不断扩大的能源短缺和自然问题正成为人类社会经济发展的真正危险。各国政府和研究人员正在夜以继日地寻找绿色技术，以解决上述危机。1］．太阳能是解决这些能源危机的理想能源，而不会对环境造成任何负面影响。这是因为太阳能是环保的，而且有无限的电力供应。太阳能/阳光也被发现有助于去除污染物[2］．目前，科学和工程领域对半导体应用的兴趣日益浓厚。特别是，基于半导体的光催化被认为是一种可再生的、经济的、安全的和清洁的创新，它对各种应用进行催化反应，如水净化[3.-6CO的减少2［7-9]、排出天然毒物[10，11]、细菌消毒[12，13]、减少氮氧化物[14，15]，以及有机化合物的特定混合物[16］．然而，利用太阳能的效率较低仍然阻碍了半导体光催化剂满足实际应用的先决条件[17］．例如，传统半导体(如TiO2, ZrO2， ZnO, ZnS和Fe2O3.)由于能隙大，在可见光下表现不佳。出于这个原因，对这些传统半导体进行了一些修改，并制造了它们的替代品[18-20.］．
目前，如何设计出结构牢固、结构丰富、结构简单的新型光催化剂仍然是一个难题。太阳能的有效利用、光催化应用半导体材料的设计和制造受到科学研究人员的广泛研究[21］．石墨氮化碳(g-C3.N4)的半导体材料，由于其惊人的特性，在科学研究领域引起了一阵热潮[22］．石墨氮化碳(g-C3.N4)是在大气环境条件下最稳定的氮化碳同素异形体，具有独特的表面性质，使其适用于许多应用，包括催化。俗话说，“还有更多的改进空间”，人们认为，g-C的新的物理性能3.N4纳米复合材料尚未被发现。由于单一的半导体材料无法满足目前的需求，迫切需要开发各种合成程序和物理化学策略来富集g-C3.N4具有理想的电子结构、晶体结构、纳米结构和异质结构[23］．本文综述了石墨氮化碳基半导体复合材料的合成及其应用。
石墨氮化碳(g-C3.N4）
1989年，刘和科恩预测氮化碳可以被制造成超硬材料。碳亚硝酸盐是一组主要由碳和氮组成的聚合物质[24］．它们可以从碳材料中获得，通过氮取代碳离子，并成为各种应用的理想候选人。如前所述，石墨氮化碳(g-C3.N4)，近年来引起了光催化领域研究人员的极大兴趣。这是由于g-C3.N4化学性质稳定，具有特殊的微电子带结构[25]，基本部位发生，成本低，无金属，且对可见光非常敏感。通过热重研究估计，氮化碳可以承受600℃的高温，当温度上升到750℃时，氮化碳将完全分解[26］．
理想情况下,g c3.N4在28中完全由C-N键组成，其中π态没有电子定位[27］．石墨氮化碳能够进行结构和化学改变，使其结构和反应性可以进行微调，并允许人们控制半导体性质，从而扩大催化应用的种类[28］．此外,g c3.N4是一种聚合物半导体，具有特殊的结构，2.7 eV的能隙和惊人的物理和化学性质[29］．g c3.N4其层间具有很强的范德华力，使其在大多数溶剂中化学稳定，如醇、水、乙醚、甲苯、N, N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃。更关键的是，g-C3.N4它似乎由两种地球上丰富的成分组成:碳和氮。这表明它可以以低成本有效地生产，而且它的性质可以通过简单的技术进行调整，而无需对它的一般构成进行重大修改[30.］．
尽管上述提到的g-C的好处3.N4，由于光反应性产生的载流子重组率很高，限制了光催化效率[9]和低导电性。试图抑制刚才提到的与g-C相关的问题3.N4，研究人员利用其与几种无机纳米颗粒的兼容性[1来制造g-C3.N4基复合材料。几种方法，如金属掺杂[31，32]，非金属掺杂[33-35]，金属/非金属共掺杂[36]，纳米/介孔结构的制备[37]及与其他半导体结合[38]，已被用于提高g-C的光催化性能3.N4［39］．
石墨氮化碳(g-C3.N4)基半导体纳米复合材料
在寻找有效g-C时3.N4在纳米复合材料中，一些重要的必要条件，如有效吸收可见光的窄带隙，有效氧化还原反应的合适带位等，都需要牢记。显然，没有单一的半导体可以满足这些要求[40］．正是在此基础上，几种半导体材料，如cd [41),我们3.［42), BiWO6［43]， ZnO [44), TiO2［45)、银2O (46)、铜2O (47)、铁2O3.［48),在2O3.［49]，石墨烯[50]和碳量子点与g-C耦合3.N4制造复合材料[26］．g-C的构造3.N4基于异质结构的复合材料赋予了复合材料克服光致载流子重组的能力，增强了复合材料的理化性能[46］．
石墨氮化碳的合成(g-C3.N4）2
2009年，Wang和同事发现石墨氮化碳可以从水中生产H [51］．从那时起，人们为制造g-C做了几次努力3.N4由含有C-N键的丰富的富氮和无氧前体的热冷凝而成的半导体及其衍生物[52，53］．富氮前体(图1)，例如尿素[54]，硫脲[55]、三聚氰胺[7，56]，氰胺[57-59]，双氰胺[59，60]被用来合成g-C3.N4．
图1:热缩合法合成石墨氮化碳的图示[61］．
一些作者报道了g-C的物理和化学性质3.N4如表面积、孔隙度、吸收、光致发光、碳氮比和纳米结构受到前驱体类型和所使用的处理方法的强烈影响[16］．这意味着前体和治疗方法的选择非常关键。例如，张和同事准备了g-C3.N4在不同温度下直接加热硫脲2小时。他们得出结论，冷凝温度对g-C的形成有很大影响3.N4．然而，将温度提高到650℃会加速催化剂本身的部分分解[62］．崔等。[63]也制造了g-C3.N4通过在不同温度下直接加热硫氰酸铵和双氰胺。XRD分析表明，g-C具有典型的类石墨结构3.N4当煅烧温度超过450℃时，会发生变化。他们得出结论，从硫氰酸铵中获得的样品比用双氰胺制备的样品具有更好的光活性[63］．此外，Yan和同事成功制备了g-C3.N4采用半密闭系统直接加热三聚氰胺，防止三聚氰胺升华。在他们的合成过程中，将三聚氰胺粉放入有盖的氧化铝坩埚中，在炉中加热至500℃2小时，然后分别在500℃、520℃、550℃和580℃进行脱氨处理2小时3.N4在部分封闭氨气氛中比在开放体系中稳定[64］．Mo等研究了煅烧温度对三聚氰胺衍生石墨氮化碳晶体结构、形貌演变、能隙工程的影响，发现，g-C3.N4只有当煅烧温度超过500℃时，才能完全形成。他们还报告说，在650°C下制备的样品显示出非凡的光催化性能。
石墨氮化碳的合成(g c3.N4)基半导体纳米复合材料
在制造g-C的过程中3.N4基于异质结构，有一些事情应该考虑。首先，所选择的半导体必须具有合理的频带排列。此外，半导体以一种理想地利用其有趣的物理和化学性质的方式相结合。当异质结构的实现和优化是主要关注的问题时，合适的混合方法的选择就开始发挥作用了[65］．一些研究人员开发了不同的方法来有效地合成g-C3.N4-baesd纳米复合材料。这些方法包括:简单煅烧法、溶液混合法、溶胶-凝胶法、水热法、水解法和微波辐照法。根据Liu等人的研究，这些方法被分为两种主要的人工方法，用于g-C的合成3.N4的复合材料。首先，将材料与氮化碳前驱体混合，并在理想温度下进行热冷凝。其次，用原料药g-C进行后期处理3.N4通过沉积或混合)。例如，Ghane et al.制备Fe2O3./ g c3.N4纳米复合材料采用后一种方法。在他们的合成过程中，不同量的Fe (NO3.）3..9H2在制备好的g-C中加入O和尿素3.N4粉。对样品的光学吸收光谱分析表明，随着铁含量的增加，在EM光谱可见区域的吸收增加2O3.带隙从2.65-1.75 eV下降，证明了这一点。他们得出结论，耦合g-C3.N4与菲2O3.该复合材料具有电子空穴重组减少、可见光高效收集和能隙缩小等显著特性。然而，他们的报告中有一个警告，尽管增加铁2O3.纳米复合材料中Fe含量过高，光响应增强2O3.内容可以抵消所取得的成就。另一方面，Ge等人制备了g-C3.N4/ Bi2我们6通过混合所制备的g-C粉末制备复合材料3.N4和Bi2我们6．收集所得样品并在马弗炉中在300°C下煅烧1小时。对样品的分析表明，他们对MO的降解具有有效的光催化活性，降解效率为99.9%。这是由于聚合物g-C之间的协同作用3.N4和Bi2我们6，在抑制电子空穴复合中发挥了至关重要的作用。
Chang等人还制备了g-C3.N4tio2以钛酸四正丁酯为前驱体，采用简单溶胶-凝胶技术制备纳米复合材料。该前驱体经过水解和缩聚过程形成胶体溶液。对他们样本的分析显示g-C之间有密切接触雷竞技网页版3.N4和TiO2形成异质结结构。
溶胶-凝胶法是制备高渗透性石墨烯的关键方法之一3.N4．溶胶-凝胶技术由于其成本低、处理温度适中、合成路线合理等优点，被认为是目前比较独特的方法之一。该方法被认为是制备g-C的合适方法之一3.N4和金属氧化物半导体光催化剂，因为金属- oh网络的产生[66］．近年来，在材料科学陶瓷工程领域，溶胶-凝胶法作为一种湿化学方法已被广泛应用。67］．
兴奋剂
金属掺杂:半导体和金属之间形成的结被广泛用于产生空间电荷分离区域，通常被称为肖特基势垒。为了防止电荷重组，也为了调整费米能级，电子在它们的界面上从一个组件转移到另一个组件。因此，可以对g-C进行涂料处理3.N4以增加金属的光催化活性为目的。g c3.N4具有特殊的结构，氮形成一个三角形(图2）.每个三角形都有6个孤对电子，这使得金属很容易融入结构[25］．掺杂g c3.N4采用金属使其具有低能隙、改善表面积、高可见光吸收和防止/减少光产生的电子-空穴对的复合[68］．能够将金属离子纳入g-C的网络3.N4， g-C3.N4前驱体与含有金属离子的可溶性盐均匀混合。通过前驱体的热凝聚，金属杂质将同时掺杂到g-C的网络中3.N4［69］．
图2:石墨氮化碳的结构[70]。
几种金属如Fe, Zn, Cu, Co, Ag, Li, K, Ni, Na, Er, V等被用来涂覆g-C3.N4光催化剂，目的是调节其物理及化学性质[71-78］．总的来说，这是提高g-C表现的有效策略之一3.N4通过元素掺杂对其电子结构和表面性能的修饰[79］．例如，Das和同事制造了掺杂镍的g-C3.N4以尿素和六水硝酸镍为前体[80］．如在图3时，Ni离子可能与C-N的大环同步。此外，他们报告说，当Ni原子被引入结构时，在能隙内产生了许多态，并且在Ni原子和附近氮原子的孤对之间存在电子键。他们还报告了光生载流子重组率的降低。他们将这归因于电子花了一些时间被困在掺杂位点，从而延长了电子与空穴重新结合的时间。从他们的研究中可以明显看出，带隙随着掺杂浓度的增加而减小。Reddy等人对掺镍g-C进行了光化学研究3.N4纳米结构在可见光下，并提出了类似的报告Das等人。
图3:Ni可能的掺杂位置。
Fronczak等人。[81]合成的未掺杂和na掺杂g-C3.N4以氯化钠和氰胺为前驱体进行热缩合。他们报告说，na掺杂g-C3.N4在去除阴离子型染料甲基蓝方面，样品具有优异的吸附性能(最大吸附能力在200和300 mg.g-1之间)。
此外，赵的团队提出了一种新型的能隙可调K-Na共掺杂g-C3.N4以三聚氰胺、氯化钾和氯化钠为前驱体的熔盐法光催化剂。他们报道了当共晶盐与三聚氰胺的重量比被控制时，g-C的导带电位和价带电位3.N4可分别从-1.09和+1.55 eV调整到-0.29和+2.25 eV [82］．这肯定会导致*OH和*O的形成2从而产生更高的光降解速率。Zhao等人补充说，K-Na共掺杂赋予了g-C3.N4具有抑制晶体生长，增强表面积和减少电子空穴复合的光催化剂。Hu和他的朋友在合成Fe-P共掺杂g-C时也得到了类似的结果3.N4以双氰胺单体、硝酸铁和磷酸氢二铵为反应化学物质的光催化剂[32］．他们的样品的优异性能归因于铁和磷共掺杂的协同效应。
综上所述，金属离子掺杂剂已被广泛引入g-C的结构中3.N4．金属离子掺杂剂的一些好处是在能隙中创造了新的能级，改善了可见光响应，增加了电子-空穴分离率。
非金属离子掺杂:g c3.N4是一种非常有前途的无金属聚合物光催化剂[4］．为了保持g-C的无金属特性3.N4在美国，无金属掺杂引起了研究人员的广泛关注。与金属不同，非金属具有高电离能和高电负性，这使它们能够形成共价键。更重要的是，非金属可以克服掺杂金属离子化学状态的热变化。人们相信，将非金属离子引入石墨氮化碳中，可以赋予该系统独特的电子结构和带隙，可以调整为所需的应用，如光致发光(PL) [34］．
不同的非金属，如P [83， b [77]， s [84]和Br [54被广泛用于麻醉g-C3.N4．例如，硼掺杂g-C3.N4Lu等人以硫脲和硼酸为前驱体制备了光催化剂。他们报告说，将B原子引入g-C3.N4结构通过降低其带隙和相应的高可见光吸收来增强其光催化活性。对UO进行光催化降解22 +并报告了93%的效率。在评估了他们的样品的长期稳定性后，观察到样品即使经过5个循环也非常稳定[77］．除了改变能带隙外，硼掺杂还能改变g-C的电导率3.N4从n型到p型，同时保持导带边缘为负，足以产生氢[85］．
2015年，Zhou等人发表了一篇关于p掺杂g-C的出色工作3.N4以盐酸胍(GndCl)和六氯环三磷酸为P源进行热诱导共聚。在制备过程中，将5 g盐酸胍制成粉末状，与不同量的六氯环三磷酸混合。然后将这种组合放入炉中，以每分钟2°C的速度加热到所需的温度(55,600,650°C)。他们研究了光催化性能，以及罗丹明B对p掺杂g-C的分解3.N4光催化剂在10分钟内完全降解10 mgL-1 RhB，而纯g-C3.N4需要30分钟。此外，H250.6 μmol h-1，是纯g-C的2.9倍3.N4．
此外，Zhou和他的朋友们指出，在g-C中加入P原子3.N4对g-C的电子、半导体和化学性质有积极影响3.N4．再一次，他们详细说明了有有效的抑制光产生的电子和空穴的重组。
在类似的研究中，Wang等。[86]也合成了p掺杂的g-C3.N4用于银离子检测和细胞成像的纳米片。使用的前体是三聚氰胺和磷酸氢二铵。在他们的方法中，将前驱体加入烧杯中的水中形成悬浮液。在100°C的油浴中加热2小时并除去水分后，将固体在100°C的烤箱中干燥2小时。产品在氧化铝坩埚中，520℃，2℃/min下煅烧4小时。获得大块p掺杂g-C3.N4，将黄色固体研磨成粉末，溶于水，超声分散12小时。采用离心和冻干法收集固体p掺杂g-C3.N4nanosheets。除了掺杂b和p的石墨氮化碳光催化剂外，br改性g-C3.N4半导体也已由Lan等人制备。[54]用于光氧化还原水分解。尿素(10 g)，与不同浓度的溴化铵(NH4Br)与10 mL去离子水混合，同时搅拌除去水分。在空气中以5.0°C/min的升温速率，550°C烧结2 h。采用双氰胺、硫氰化铵、硫脲等化学物质与溴化铵配合制备了掺br的g-C3.N4通过类似的方法。他们报告说，溴加入g-C3.N4在不破坏聚合物主要结构和结构的情况下，改变聚合物的织构、光吸收、电导率、载流子转移速率和光催化效率。
作为非金属元素之一的硫也被用于石墨氮化碳的掺杂。Zhang等人制备了掺杂s的g-C3.N4通过一个简单的方法。三(3)克三聚氰胺与不同数量的单质硫混合。将混合物研磨成粉末，然后运输到有盖的坩埚中，直接在氮气中加热到650°C 2小时。对样品的光学吸收光谱分析显示，纯g-C的带隙从2.76-2.58 eV下降3.N4硫掺杂g-C3.N4分别。观察到的所有s掺杂g-C的红移和额外吸收到更长的波长3.N4归因于与硫介导的制造引起的表面缺陷有关的中间能带。从他们的PL分析可以明显看出，电荷载流子重组被掺杂s的g-C有效地抑制了3.N4由于优化的结构，电子和结构性质，有助于电荷分离。
蒋和他的朋友研究了共掺杂g-C的联合效应3.N4硫和磷对甲基橙和四环素降解光催化性能的影响。共掺杂可以结合两种杂质原子的优点，从而提高光催化性能。在他们的合成方法中，将不同量的六氯三磷腈(HCCP)和固定量的硫脲混合在一起，研磨成粉末，在有盖坩埚中在550℃下煅烧4小时，升温速率保持在10℃/min。冷却至室温后，将所得产品收集并研磨成粉末。他们报告说P-， s共掺杂g-C3.N4对TC和MO溶液的可见光催化活性明显高于纯g-C3.N4和单掺杂g-C3.N4．他们补充说p - s共掺杂g-C3.N4增强表面积，光吸收能力和电荷分离效率，从而导致更高的光活性。
张等。[87]还描述了B和P共掺杂g-C的合成3.N4用于去除有机废物的纳米片。BmimPF6 B2O3.三聚氰胺是使用的前体。在他们的方法中，50毫克BmimPF6, 50毫克B2O3.将3克三聚氰胺加入15 mL水中。在不断搅拌的同时，将得到的悬浮液在100°C下加热以去除水分。得到暗黄色体B, P共掺杂g-C3.N4；将产品接地，转移到有盖的坩埚中，在烤箱中520°C加热4小时。对于B, P共掺杂g-C3.N4对于纳米片，作者采用了Niu等人提出的简单的直接热氧化蚀刻法[88］．本体B, P共掺杂g-C3.N4置于无盖坩埚中，500℃下以5℃/ min的速率加热2小时，得到淡黄色样品。他们的分析结果与上文Jiang等人的分析结果相似。
在坚果壳中，掺杂在调整g-C的电子带结构中起着至关重要的作用3.N4．金属掺杂发生在g-C体系中3.N4，而非金属掺杂是通过碳原子或氮原子的取代而发生的，这影响了所得到的导带和价带。几乎在任何时候，都可以实现带隙减小，从而增加光吸收能力。这通常是非常适合的技术，授权g-C带隙设计3.N4通过根据指定的带位选择特定的掺杂元素及其数量[1］．
应用程序
g-C范围广3.N4基光催化剂已用于各种氧化还原反应，如水裂解、CO2还原、污染物降解、细菌失活、太阳能转换、有机合成、光电系统制造[52，85，89-91］．
水分裂:自然光合作用的基础是对H2和O2半导体基光催化剂水分解生成。O的产生2很难[92］．水的光解需要具有更多负电位导带的半导体来还原H+到H2，而它们的价带必须表现出比氧化H所必需的电位更正的电位2O到O2［93］．大部分g c3.N4光催化剂仅用于H的半反应2或O2进化是因为O的形成2需要一个需要显著过电位的四电子转移相[92］．
秦等。[90]制备的掺锌g-C3.N4/ BiVO4z方案的光催化剂组合，将水完全分解成H2和O2．该体系包括Fe3 +/铁2 +氧化还原介质用于水裂解，其中锌掺杂g-C3.N4用于H2进化和BiVO4对啊2进化。此外，光催化剂对H2生成应具有较大的电荷分裂执行力和足够的氧化能级，将半程粒子氧化到较高的价态，以保证另一个半程反应的顺利实现。需要注意的是，影响中间介质氧化还原循环的成分很多，如pH值的调整、绥靖剂的加入等，都可能对电荷交换结构造成损害，从而阻碍催化性能[92］．此外，Thaweesak和他的朋友还制造了掺杂b的g-C3.N4改进可见光光催化水分解的纳米片。纳米片的结构可以提供表面催化活性区域，还可以缩短光激发载流子从体块扩散到表面的距离[89］．2016年，Lan和同事通过尿素和NH4Br的一锅冷凝制备了溴改性石墨氮化碳光催化剂，用于水裂解。br改性g-C的光催化减水分析3.N4样本显示出较高的H2即48 μ mol -1，而纯g-C为20 μ mol -13.N4．然而，水氧化过程中O2生产。Br-modified g c3.N4样品中O2演化(4 μ mol -1)。这是由于VB边缘的Br-g-C3.N4正能量不足以驱动O2生产。此外，巨大的O2演化过度电位和较差的表面动力学不断减缓水氧化循环。为了克服这些挑战，氧化钴被装载在g-C上3.N4作为水氧化的助催化剂。这导致O2生产速度比纯Br-g-C快6倍左右3.N4［54］．
一般而言，光催化完全裂解水的关键在于其氧化还原过程应具有较高的光催化载流子分离率，无论是单一催化剂还是由两种催化剂组成的分离体系[92］．
有限公司2光致还原作用:随着全球温室效应的加剧，二氧化碳气体光还原已成为环境和能源领域的一个重要研究课题[94］．有限公司2使用光催化技术化学还原为碳氢化合物，不仅将这种温室气体转化为回收燃料，还有助于减缓全球变暖。有限公司2另一方面，它是一种非常稳定的化合物，很难进行直接反应。CO的太阳光催化转化2转化为碳氢燃料2O得到了很多关注，因为它有可能减少社会目前对化石燃料的依赖，同时也降低了CO2从而降低温室效应[95］．通过掺杂、异质结构、共催化剂加载和制备z-scheme等方法来提高g-C的光催化活性3.N4为有限公司2减少(85，96-99］．例如，Cao和朋友报道了Pd共催化剂对光催化CO的facet效应2g-C还原3.N4．还原过程表明，与立方钯相比，裸露(111)面四面体钯纳米晶体是更有效的助催化剂。这个依赖于结构的CO2光还原活性主要归因于较好的电子下沉效应CO2吸附能力与CH3.Pd(111)表面的OH解吸能力。他们进一步解释了Pd纳米晶在g-C上的沉积3.N4能从g-C的CB中捕获光生电子吗3.N4通过(Pd / g c3.N4异质结。在Pd纳米颗粒上收集的电子以这种方式响应表面吸附的CO2和H+生成CH3.OH和CH4气体，而H2O粒子吞噬孔洞释放O2H+在g-C的价带内3.N4［96］．
最近，Guo等人构造了一个z格式g-C3.N4/ Bi2O2(博2(OH)]光催化剂通过一种简便的高能球磨方法，g-C之间具有密切的界面相互作用3.N4和Bi2O2(博2(OH)]。所制备的异质半导体光催化剂对CO具有良好的催化性能2光致还原作用。他们报告说，光催化活性的提高主要归功于在很大程度上辅助的载流子分离和抑制的复合。这是可能的，由于形成的z方案带结构。2018年，一种新型三元Ag2阴极射线示波器4/ g c3.N4/GO纳米复合z型光催化剂由Xu和他的朋友为CO合成2光还原成CH3.OH和CH4．Ag)2阴极射线示波器4分别以氧化石墨烯为光敏剂和助催化剂。他们指出，三元光催化剂获得了CO2还原活性为1.03µmolg-1，翻转频率为0.30 h-1，是原始g-C的2.3倍3.N4．光催化活性的提高是由于延长了光吸收，促进了CO的吸附2由于z-方案的带结构匹配良好，铬酸银的负载比例合适，电荷分离更有效。大多数情况下，匹配良好的带结构是z型结构发展的标准[97］．Xu和朋友们进一步表示，当GO用作辅助催化剂时，它支持电荷载流子转移，也提供了更多的CO2吸附和催化位点[One hundred.］．溴化银/石墨氮化碳(AgBr/g-C3.N4) Murugesan等人也制备了纳米复合光催化剂。[101］通过CO的改良沉积-沉淀法2光还原成甲烷和丙酮。硝酸银、三聚氰胺和三甲基溴化铵为前驱体。他们的报告显示，AgBr/g- C3.N4复合材料对CO的光催化还原活性有所提高2在紫外光照射下，在水溶液介质中比纯g-C的含量高3.N4．研究了pH值、反应介质、辐照时间和催化剂投加量等参数对CO还原的影响2．
染料和有机污染物分解:清洁无污染的水是包括人类在内的所有生物的基本要求之一。它也是包括食品和制药在内的各种关键行业的关键原料。但它的可用性是当今的一个主要问题。未来，由于全球工业化和人口增长，这一问题将进一步加剧[6］．目前，有机污染物的光降解通过g c3.N4基半导体已引起研究人员的注意[102］．
Chai等人。[103] p掺杂g-C3.N4通过光分解罗丹明B (RhB)的共缩聚技术。的P-g-C3.N4对RhB的光催化活性高于纯g-C3.N4在可见光照射下。他们记录的最大去除率为95%，而纯g-C为67%3.N4这证实了g-C中P原子取代了C原子3.N4网络导致π共轭格式的形成和光收集的改善。此外,还有雪地2-ZnO量子点被固定在氮化碳石墨纳米片上，形成用于RhB光还原的三元半导体。在可见光照射下，得到的杂化物在60 min内达到99%的光催化效率。这种异常的光活性归因于SnO之间的强相互作用导致可见光驱动下的快速电子产生和转移2-ZnO量子点与g-C3.N4矩阵(104］．
Ge等。[31合成的g-C3.N4/Bi2WO6异质结构对甲基橙(MO)在可见光照射下的分解。优化后的光催化剂在光照3 h后的分解效率为99.9%。结果表明，光活性的增强是由于g-C之间的协同作用3.N4Bi2WO6在抑制电子-空穴对中发挥了重要作用。此外，Konstas等人。105人造的3.N4/ SrTiO3.在可见光照射下，超声混合降解甲基蓝(MB)的异质结构。该体系对MB的降解效率提高到95%左右。他们将这种增强的降解性能归功于z方案机制的形成。Ag/ g-C对孔雀石绿(MG)的光解3.N4光催化剂表明，在30分钟内，80%的MG被去除，而纯g-C只有48%3.N4［106］．
ⅱ型首席执行官2/ g c3.C4Ma等人制备了纳米片。[107]并用于光催化双酚A (BPA)在可见光照射下的分解。CeO去掉了94%的BPA2/ g c3.C4在80分钟内，这比CeO要大得多2(14%)和g-C3.C4(65%)。他们报告说首席执行官2/g-C3C4异质结构具有匹配良好的能带，有助于光生载流子的迁移和分离，从而增强BPA的光降解。最后，由于g-C优异的光催化特性3.N4基于光催化剂，光催化破坏有机物提供了一种消除有机污染物的有效技术[108，109］．
从根本上说，这篇综述的目的是收集用于克服纯g-C局限性的流行方法和改变3.N4用于光催化应用。这些限制包括载流子重组、比表面积低、可见光吸收低、量子收获差和光催化剂回收率低。讨论了合成方法和可能的光催化应用。g- C3.N4可见光驱动的基复合材料在废水净化方面有很大的前景。g-C的异质结构3.N4基半导体光催化剂具有改善可见光吸收、化学稳定性、电荷迁移和分离的潜力，从而增强光催化性能。
总的来说，可以肯定的是，g-C将有各种有趣的前景3.N4的纳米复合材料。预计这篇综述将为那些对g-C感兴趣的人提供一些方向和结论3.N4的纳米复合材料。
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