Các chất xúc tác quang dạng dị hợp trên nền g‐C3N4
Tóm tắt
Xúc tác quang được coi là một trong những phương pháp đầy hứa hẹn để giải quyết khủng hoảng năng lượng và môi trường thông qua việc sử dụng năng lượng mặt trời. Nitride carbon graphitic (g‐C3N4) đã thu hút sự chú ý rộng rãi trên toàn thế giới nhờ vào hoạt động trước ánh sáng nhìn thấy được, quá trình tổng hợp dễ dàng từ các vật liệu giá rẻ, độ ổn định hóa học và cấu trúc lớp độc đáo. Tuy nhiên, chất xúc tác quang g‐C3N4 nguyên chất vẫn gặp phải vấn đề về hiệu suất tách hợp thấp của các hạt mang điện được tạo ra từ quang điện, dẫn đến hoạt động xúc tác quang không đạt yêu cầu. Gần đây, các cấu trúc dị hợp dựa trên g‐C3N4 đã trở thành điểm nóng nghiên cứu do hiệu suất tách vận chuyển điện tích được cải thiện đáng kể và hiệu suất xúc tác quang. Theo các cơ chế chuyển giao khác nhau của các hạt mang điện được tạo ra từ quang điện giữa g‐C3N4 và các thành phần liên kết, các chất xúc tác quang dạng dị hợp dựa trên g‐C3N4 có thể được chia thành các loại sau: dị hợp loại II thông thường dựa trên g‐C3N4, dị hợp Z-scheme dựa trên g‐C3N4, dị hợp p-n dựa trên g‐C3N4, cấu trúc dị hợp g‐C3N4/kim loại, và cấu trúc dị hợp g‐C3N4/carbon. Bài báo này tổng hợp những tiến bộ quan trọng gần đây trong thiết kế các chất xúc tác quang dạng dị hợp dựa trên g‐C3N4 và các cơ chế tách/chuyển giao đặc biệt của các hạt mang điện được tạo ra từ quang điện. Hơn nữa, các ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực môi trường và năng lượng, ví dụ như, tách nước, giảm carbon dioxide, và phân hủy các chất ô nhiễm cũng được xem xét. Cuối cùng, một số nhận xét kết luận và triển vọng về những thách thức và cơ hội để khám phá các chất xúc tác quang dạng dị hợp tiên tiến dựa trên g‐C3N4 được trình bày.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Qie J., 2016, Prog. Chem., 28, 1569
Si Y., 2016, J. Adv. Oxid. Technol., 19, 158
Qi Y., 2015, Prog. Chem., 27, 38
He Y. M., 2015, Appl. Catal., B, 168, 1