A graphitic carbon nitride metal-free visible light photocatalyst with controllable carbon self-doping towards efficient hydrogen evolution

文献情報

出版日 2021-09-02
DOI 10.1039/D1SE01244D
インパクトファクター 6.367
著者

Lin Lei, Weijia Wang, Zhengfeng Xie, Xiaobo Wu, Arun Kumar Yadav, Huiqing Fan


原文を見る

要旨

Controlling molecular defects via element doping is an effective strategy for tailoring electronic structures and charge separation in photocatalysts. However, the rational design of self-doped catalysts is generally confronted with the need for expensive reagents, high dopant ratios and environmentally unfriendly materials. Herein, carbon self-doped graphitic carbon nitride (DCN-x) is obtained via one-pot thermal polymerization of urea and D-mannitol. The sp2-hybridized nitrogen atoms are partially substituted by carbon atoms from dopants. The corresponding defects provide the photocatalyst with extended light harvesting up to 600 nm, a tunable optical bandgap, and the formation of more delocalized electrons with a uniform distribution at the defect scope of a C–C bond. In addition, increased band-tail states are found in DCN-3, which greatly enhance charge separation. A high photocatalytic hydrogen evolution rate of 3180 μmol g−1 h−1 is achieved under visible light irradiation (λ > 420 nm), which is about 5.3 fold higher than that of pristine g-C3N4. This work provides a green and economical method to synthesize g-C3N4 with controllable carbon self-doping sites for efficient energy conversion related applications.

関連文献

Understanding of the C–H stretch region of infra-red spectroscopy: an analysis of the final state wavefunctions

Swati Yadav, Subrata Banik, M. Durga Prasad

2021-03-18 Paper

DOI: 10.1039/D0CP01157F

Monitoring the active sites for the hydrogen evolution reaction at model carbon surfaces

Regina M. Kluge, Richard W. Haid, Ifan E. L. Stephens, Federico Calle-Vallejo

2021-03-25 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00434D

Characterizing the lone pair⋯π–hole interaction in complexes of ammonia with perfluorinated arenes

Weixing Li, Imanol Usabiaga, Luca Evangelisti, Assimo Maris, Laura B. Favero, Sonia Melandri

2021-03-23 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00451D

Ionic-strength and pH dependent reactivities of ascorbic acid toward ozone in aqueous micro-droplets studied using aerosol optical tweezers

Shan-Jung Wu, Min-Sian Lin, Che-Yu Chiang, Genin Gary Huang

2021-03-31 Paper

DOI: 10.1039/D0CP06493A

Electrodeposition of neodymium and dysprosium from organic electrolytes

Pieter Geysens, Pin-Cheng Lin, Jan Fransaer, Koen Binnemans

2021-04-06 Paper

DOI: 10.1039/D0CP06606K

The primary photolysis dynamics of oxalate in aqueous solution: decarboxylation

Jan Thøgersen, Tobias Weidner, Frank Jensen

2021-04-12 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00205H

Cesium and iodine release from fluoride-based molten salt reactor fuel

O. Beneš, E. Capelli, N. Morelová, J.-Y. Colle, A. Tosolin, T. Wiss, B. Cremer, R. J. M. Konings

2021-04-13 Paper

DOI: 10.1039/D0CP05794K

Spectroscopy and photochemistry of copper nitrate clusters

Tobias F. Pascher, Milan Ončák, Christian van der Linde, Martin K. Beyer

2021-04-06 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00629K

Nonlinear light absorption in many-electron systems excited by an instantaneous electric field: a non-perturbative approach

Stefano Pittalis, Alice Ruini, Carlo Andrea Rozzi

2021-04-14 Paper

DOI: 10.1039/D0CP04958A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンの主な用途は何ですか?

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンは、主に医薬品および農薬の製造に使用されます。また、合成化学の一部として研究用材料としても利用されます。

41608-73-52-Methoxy-4-(methyls...
化合物よくある質問

4-溴甲基-3-甲氧基苯甲酸は安全ですか?

安全ではありません。触覚や吸入に注意が必要で、適切な防護具を使用してください。

118684-13-24-(Bromomethyl)-3-me...
化合物よくある質問

4,6-二氯-N-甲基ピラミジンアミンの代替品はありますか?

代替品としては、4,6-二クロロピラミジンアミンや他のピラミジン系化合物が考えられます。ただし、目的と用途によって最適な代替品は異なります。

10397-15-64,6-Dichloro-N-methy...
化合物よくある質問

6-氯-4-甲基-1H-吲哚を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

6-氯-4-甲基-1H-吲哚の廃棄物は、適切な容器に収集し、密閉して保管します。温度は常温、湿度は低く、直射日光を避けて保管することを推奨します。廃棄処理は専門...

885520-84-36-chloro-4-methyl-1H...
化合物よくある質問

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドのCAS番号は207974-08-1です。この化合物はGHS分類で毒性物質と有害な反応物質として分類されます...

207974-08-1[2-Fluoro-4-(trifluo...
化合物よくある質問

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸はどのように保存すればよいですか?

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸は、室温で暗所に保管し、乾燥した環境で保存することを推奨します。容器は密閉性の...

19811-64-44-Nitrophenyl N-[(be...
化合物よくある質問

イソデスロラタドリンの代替品はありますか?

イソデスロラタドリンの代替品としては、デスロラタドリンや他の抗ヒスタミン薬が挙げられます。具体的には、デスロラタドリン、ラセカミド、フェルタドリンなどが、症状や...

183198-49-4Iso Desloratadine
化合物よくある質問

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐はどのように合成されますか?

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐の一般的な合成方法は、メタノール中で5-メトキシ-1,2,3,4-四ヒュドロイソキシンを塩酸で塩化します。この反応で...

103030-69-95-Methoxy-1,2,3,4-te...
化合物よくある質問

4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸についての法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号6471-78-9の4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸は、GHS分類では corrosive(腐食性)と識別されます。EUのREAC...

6471-78-94-Amino-5-Methoxy-2-...
化合物よくある質問

甲基孕酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

甲基孕酮の取り扱いは、PPE(個人保護具)の使用が必要な重要な安全事項を伴います。防塵マスク、ゴーグル、手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使...

204063-33-22-[(Diphenylmethyl)a...
免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。