Reaction of the non-substituted/substituted unsymmetric pinene-derived complex [Pt(N^C^N′)Cl] with the aryl isocyanide 2,6-dimethylphenyl isocyanide (CNXyl) afforded a mixture of two isomeric species: the ionic complex [Pt(κ³-N^C^N′)(CNXyl)]Cl ([A]Cl) and the molecular complex [Pt(κ²-N^C^N′)(CNXyl)Cl] (B). Isomer B was almost the dominating product. The structures of the isomer B derivatives bearing —CF₃ and —Cl substituents on the pyridine ring of the pinene moiety (5B and 7B, respectively) have been confirmed by single-crystal X-ray diffraction, revealing a slightly distorted square planar geometry with trans-N_N^C^N′, CNR configuration (The terminal N atom of the κ²-N^C^N′ ligand is trans to the isocyanide ligand CNXyl.). Isomer B is thermodynamically more stable, as confirmed by theoretical calculations.

利用取之不尽的太阳能资源进行光催化水裂解制氢是缓解全球能源危机、实现碳中和战略的一项有前景的技术。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)因成本低且稳定性高在光催化产氢领域备受关注。然而，纯g-C₃N₄存在表面积小、电子转移慢、光生载流子复合快等缺陷，产氢性能通常不佳。本研究通过直接热解硫酸铵和三聚氰胺混合物，成功实现硫物种对g-C₃N₄氮位点的原位取代，开发出一种高效的硫掺杂g-C₃N₄ (S-g-CN)光催化剂。系列结构和光谱表征证实硫的成功掺杂。密度泛函理论的第一性原理计算表明S活性位对氢的吸附吉布斯自由能近乎为零(~0.26 eV)，揭示S掺杂在优化H活性中间体吸附和解吸过程中起着重要作用。透射电子显微镜和原子力显微镜测试结果表明，S-g-CN具有超薄的纳米片状结构，其片层厚度约为2.5 nm。随后的氮气吸脱附等温线和光电化学性质测试结果表明，S掺杂不仅可显著增大g-C₃N₄比表面积，而且还能有效提高其光生电子-空穴对的转移、分离和氧化还原能力。得益于材料良好的结构特性，S-g-CN的光催化产氢速率高达4923 μmol∙g⁻¹∙h⁻¹，是原始g-C₃N₄的28倍，超越诸多最近报道的其它S掺杂g-C₃N₄光催化剂。而且，S-g-CN的表观量子效率高达3.64%。本研究除了开发一种高效的光催化剂，还将为高性能g-C₃N₄基催化剂的设计提供有益借鉴。

化石燃料的燃烧导致CO₂排放量显著增大，对环境构成严重威胁。光催化CO₂还原是减少全球变暖的重要手段，本文探讨了石墨相氮化碳(g-C₃N₄)在此领域中的潜在应用。然而，光生载流子的复合较快、可见光吸收能力差以及缺乏活性位点等关键因素限制了g-C₃N₄的光催化CO₂还原活性。为了解决这些问题，人们采用了多种改性策略，包括调整g-C₃N₄的形貌(如量子点、纳米棒、纳米管、纳米片、空心球等)，掺杂不同类型原子，以及与其他半导体复合形成异质结。g-C₃N₄作为光催化剂已展现出光催化还原CO₂的潜力，但仍需进一步研究和创新，本文重点讨论了S型异质结在提高g-C₃N₄光催化CO₂还原性能方面的作用，以克服其当前催化剂开发及应用的局限性。

采用原位溶剂热反应制备多级Ag/Bi/Nv-g-C₃N₄(氮空位-g-C₃N₄)/Ti₃C₂T_x肖特基结，并对其物相组成和晶体结构、微观形貌和孔结构、表面元素组成和化学态、光学和光电化学性质进行了表征。由于Ag、Bi和Ti₃C₂T_x协同的表面等离激元共振效应，Ag/Bi/Nv-g-C₃N₄/Ti₃C₂T_x表现出全光谱吸收特性。由载流子浓度差驱动的界面极化电荷转移诱导形成的肖特基结，显著提高了光生载流子(包括热电子和热空穴)的分离效率和利用率。因此，与Nv-g-C₃N₄、Ti₃C₂T_x、Ag/Nv-g-C₃N₄、Bi/Nv-g-C₃N₄和Ag/Bi/Nv-g-C₃N₄相比，Ag/Bi/Nv-g-C₃N₄/Ti₃C₂T_x表现出显著增强的全光谱催化活性，其在可见光和近红外光照射下光催化降解四环素的反应速率常数分别为0.033和0.008 6 min^-1，为对比样品的10~2.1倍和8.6~1.8倍。

制备了Ag负载于质子化g-C₃N₄(pCN)的纳米棒材料(Ag/pCN)，对比了g-C₃N₄(CN)、表面负载Ag的CN(Ag/CN)、pCN和Ag/pCN在可见光条件下光催化降解亚甲蓝(MB)溶液的效果。结果表明，Ag/pCN光催化效率最高(92.63%)，并且具有良好的稳定性；通过光电流-时间(I-t)曲线、Nyquist曲线、Mott-Schokkty曲线和捕获实验探究了Ag/pCN光催化降解MB的机理：虽然pCN的π共轭体系较CN发生变化，但由于形成了纳米棒，其比表面积的增加以及Ag负载的协同效应致使Ag/pCN具有优异的光催化性能。光催化过程中羟基自由基(·OH)是起主要作用的活性物质，其由光生电子(e^-)与表面吸附的O₂反应产生以及光生空穴(h⁺)与H₂O或OH^-反应产生。

以过硫酸铵引发吡咯单体原位聚合形成的三维多孔气凝胶为载体，以二茂铁为金属前驱体，在氩气气氛下通过高温热解法制备出系列不同铁负载量的Fe/N/C催化剂。结果表明，基于气凝胶载体制备的催化剂在酸性介质中展现出优异的氧还原反应(ORR)活性及稳定性。当二茂铁载量为12 mg时制得的催化剂性能最佳，其半波电位达0.691 V(vs RHE)，平均电子转移数为3.97，表明反应过程接近理想的四电子路径。另外，该催化剂经10 000圈循环伏安测试后，半波电位仅衰减11 mV，展现出较好的电化学耐久性。

首先采用柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备钴酸镧(LaCoO₃，LCO)，并利用水热法制备LaCoO₃/g-C₃N₄(LCO/CN)p-n型异质结复合光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光(PL)光谱对LCO/CN进行了表征，评价了其对盐酸四环素(TC)的光催化降解性能，同时使用自由基捕获剂验证了光催化反应中起作用的活性基团，并推测了反应机理。结果表明，LCO和CN的复合显著增强了CN的光催化活性，当二者质量比为10%时制备的10%LCO/CN呈现出最佳的光催化性能，在120 min内对10 mg·L^-1 TC的降解率高达96.2%，反应速率常数达到0.018 93 min^-1，分别是CN和LCO的3.04倍和1.93倍。3次循环回收实验结果显示，10%LCO/CN对TC的降解率下降得较少，表明该催化剂具有良好的稳定性和实用性。

MoS₂/Ag/g-C₃N₄ composite photocatalysts were prepared via hydrothermal synthesis, and a series of analytical methods were employed for systematic characterization. The results indicate that the significant enhancement in catalytic degradation activity is attributed to the formation of Z-scheme heterojunction, which effectively facilitates the transport and separation of photogenerated charge carriers while suppressing the recombination of photogenerated electron and hole pairs. Degradation experiments demonstrated that the prepared composite material achieved a degradation rate of up to 98% for rhodamine B (RhB) within 120 min, exhibiting superior photocatalytic performance compared to individual photocatalysts. Furthermore, capture experiments and electron paramagnetic resonance (EPR) results revealed that superoxide radicals (·O₂^-) and photogenerated holes (h⁺) were the key active species in the photocatalytic degradation of RhB. Finally, an in-depth discussion of the photocatalytic degradation mechanism of the composite material was conducted.

用活性氧(ROS)光催化降解微塑料(MPs)被认为是一种环保且可持续处理水生环境中MPs污染的方法。然而，由于传统光催化剂中电荷载流子的低迁移率和快速复合率使得该手段的使用面临较大挑战。本文通过热聚合耦合热溶剂工艺成功制备了氧硫共掺杂氮化碳纳米片(OSCN)。其中，O、S共掺杂可以有效降低带隙宽度，并提高氮化碳(C₃N₄)的光响应效率。同时，O/S掺杂原子有效增强了电子分布的离域，提高了载流子的分离能力，进一步促进了ROS的形成并提高了材料的光催化性能。与C₃N₄相比，OSCN对不同类型MPs (传统的石油基MPs—聚乙烯PE和可生物降解的生物基MPs—聚乳酸PLA)的光催化降解效果和矿化率显著提高，其中PE和PLA的质量损失分别增加了32.8%和34.1%。值得注意的是，OSCN产生的•OH和¹O₂协同催化了PE的降解，而•OH则是引发PLA光解和水解的主要自由基。本研究对光催化技术在水环境MPs污染修复中的应用具有重要意义。

采用一步水热法合成了g-C₃N₄/Bi₂WO₆(MCN/BWO)异质结光催化剂，用于降解左氧氟沙星(LEV)。在模拟太阳光照射下，摩尔比为1 : 1的MCN/BWO对LEV的降解率达到98.14%，这归因于MCN和BWO之间形成了S型异质结。原位XPS分析和表面功函数测量证实了电子转移路径遵循S型异质结机制。MCN/BWO体系中S型异质结产生的内建电场(IEF)促进了光生电子(e⁻)从BWO的导带(CB)直接转移到MCN的价带(VB)。这一过程实现了光生电子-空穴对(e⁻-h⁺)的有效分离，h⁺在BWO的VB上积累，e⁻在MCN的CB上积累。自由基捕获实验表明，超氧自由基(·O₂⁻)和h⁺是主要的活性物种。除了表现出优异的光催化性能外，该催化剂在连续三个循环中保持了良好的稳定性。为了阐明降解机制，采用液相色谱-质谱(LC-MS)和定量构效关系(QSAR)分析来鉴定降解途径、中间产物和潜在毒性。本研究为废水处理应用提供了理论基础。