石墨相氮化碳的改性及其在光催化析氢领域的最新进展
方俊亭1
张子凡1
凡纪鹏1
邹菁1
吴则星2
王海涛1
1.武汉工程大学 化学与环境工程学院,湖北 武汉 4302052.青岛科技大学 化学与分子工程学院,山东 青岛 266042
摘要：光催化分解水制氢是实现太阳能向氢能高效转化的绿色途径.石墨相氮化碳(g-C3N4)因其独特的电子结构、优异的化学稳定性和良好的环境相容性,成为该领域的核心候选材料.然而,其光吸收范围局限于可见光短波区域、光生载流子复合率高和表面活性位点有限等固有缺陷,严重制约其催化性能的进一步提升.为突破上述瓶颈,研究者开发了多种改性策略:杂原子掺杂可调节电子结构并拓宽光吸收范围;表面官能团修饰能丰富活性位点并优化界面反应动力学;构建异质结可有效促进载流子分离;形貌工程(如制备中空纳米囊泡、二维纳米片等)可增大比表面积并缩短电荷传输距离;缺陷工程则能调控电荷分布与迁移行为.这些策略通过协同效应,显著提升了g-C3N4的光催化制氢活性与稳定性.未来研究需进一步探索多元改性技术的耦合机制,推动其在规模化制氢中的实际应用.
关键词：g-C3N4改性策略光催化析氢研究展望
分类号：TQ116.2(基本无机化学工业)O643.36(物理化学（理论化学）、化学物理学)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFC3902703)国家自然科学基金(52371227)泰山学者青年人才计划项目(tsqn202408200)湖北省自然科学基金项目(2024AFB890)湖北省自然科学基金项目(2021CFB133)湖北省教育厅科学研究计划青年人才项目(Q20241511)
论文发表日期：2026-08-25
在线出版日期：2026-08-28（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 544-555 )
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