利用改性g-C3N4光催化还原CO2

引用本文: 王雪娇, 董隋颖, 戚克振, Vadim Popkov, 项祥林. 利用改性g-C₃N₄光催化还原CO₂[J]. 物理化学学报, 2024, 40(12): 240800. doi: 10.3866/PKU.WHXB202408005 shu

Citation: Xuejiao Wang, Suiying Dong, Kezhen Qi, Vadim Popkov, Xianglin Xiang. Photocatalytic CO₂ Reduction by Modified g-C₃N₄[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2024, 40(12): 240800. doi: 10.3866/PKU.WHXB202408005 shu

利用改性g-C₃N₄光催化还原CO₂

王雪娇 ^1, ,
董隋颖 ^1, ,
戚克振 ^{1,
,} ,
Vadim Popkov ^{2,
,} ,
项祥林 ^{3,
,}

1.
大理大学药学院, 云南大理 671000;
2.
Hydrogen Energy Laboratory, Ioffe Institute, Saint Petersburg 194021, Russia.;
3.
昆明理工大学材料科学与工程学院, 昆明 650093

通讯作者: 戚克振,Email:qkzh2003@aliyun.com; Vadim Popkov,Email:vadim.i.popkov@gmail.com; 项祥林,Email:xiangxianglin@kust.edu.cn

基金项目:
国家自然科学基金(22268003,52272287)、兴滇英才支持计划项目(XDYC-QNRC-2022-0525)和云南省科技厅项目(202305AF150116,202301AT070027)资助

摘要: 化石燃料的消耗导致CO₂排放量大幅增加，对环境构成严重威胁。本文探讨了石墨相氮化碳(g-C₃N₄)在光催化CO₂还原中的潜在应用，以此来应对全球变暖的影响。然而，g-C₃N₄在这一过程中的有效性受到几个因素的限制，例如光生载流子的快速重组、可见光吸收能力差以及缺乏活性位点等。为了解决这些问题，人们采用了各种改性策略，包括调整g-C₃N₄的形貌(如量子点、纳米棒、纳米管、纳米片、空心球等形貌)，掺杂各种原子，以及与其他半导体形成异质结。本综述重点讨论S型异质结在提高g-C₃N₄光催化性能方面的作用。总之，尽管g-C₃N₄已显示出作为光催化剂用于还原CO₂的潜力，但仍需进一步研究和创新，以克服其当前的局限性。

关键词:

English

Photocatalytic CO₂ Reduction by Modified g-C₃N₄

Xuejiao Wang ^1, ,
Suiying Dong ^1, ,
Kezhen Qi ^{1,
,} ,
Vadim Popkov ^{2,
,} ,
Xianglin Xiang ^{3,
,}

1.
College of Pharmacy, Dali University, Dali 671000, Yunnan Province, China;
2.
Hydrogen Energy Laboratory, Ioffe Institute, Saint Petersburg 194021, Russia;
3.
Faculty of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China

Corresponding author: Kezhen Qi, ; Vadim Popkov, ; Xianglin Xiang,

Received Date: 04 August 2024
Accepted Date: 12 September 2024
Revised Date: 12 September 2024
Available Online: 30 September 2024
Fund Project:
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (22268003, 52272287), Xingdian Talent Support Program of Yunnan Province (XDYC-QNRC-2022-0525), Projects from Yunnan Province (202305AF150116, 202301AT070027).

Abstract: The use of carbon-based fuels causes a significant increase in CO₂ emissions, posing a serious threat to the environment. This review explores the potential application of graphitic carbon nitride (g-C₃N₄) in photocatalytic CO₂ reduction as a strategy to mitigate global warming. The effectiveness of g-C₃N₄ (gCN) in this process is hindered by several factors, including rapid exciton recombination, limited solar light absorption, and a lack of active sites for conducting the reduction. To address these challenges, various amendment techniques have been executed, such as adjusting the morphology of g-C₃N₄, doping it with different atoms, and forming heterojunctions with other semiconductors. This review highlights the role of S-scheme heterojunctions in expanding the photocatalytic activity of g-C₃N₄ and emphasizes that, despite its potential as a photocatalyst for CO₂ reduction, further research and innovation are essential to overcome its current limitations.

Key words:

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沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

利用改性g-C₃N₄光催化还原CO₂

通讯作者: 戚克振,Email:qkzh2003@aliyun.com; Vadim Popkov,Email:vadim.i.popkov@gmail.com; 项祥林,Email:xiangxianglin@kust.edu.cn

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