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One-step supramolecular preorganization constructed crinkly graphitic carbon nitride nanosheets with enhanced photocatalytic activity

引用

Journal of Materials Science & Technology 2022年第9期104卷 155-162页

作者： Songcan Wang Yuelin Li Xin Wang guohao zi Chenyang Zhou Boyan Liu Gang Liu Lianzhou Wang Wei Huang Frontiers Science Center for Flexible Electronics Xi’an Institute of Flexible Electronics(IFE)Xi’an Institute of Biomedical Materials&EngineeringNorthwestern Polytechnical University127 West Youyi RoadXi’an 710072China Honors College Northwestern Polytechnical University127 West Youyi RoadXi’an 710072China Nanomaterials Centre School of Chemical Engineering and Australian Institute for Bioengineering and NanotechnologyThe University of QueenslandQLD 4072Australia Shenyang National Laboratory for Materials Science Institute of Metal Research Chinese Academy of Sciences72 Wenhua RoadShenyang 110016China School of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China72 Wenhua RoadShenyang 110016China

Here we report a new one-step thermal polycondensation process to form crinkly graphitic carbon nitride nanosheets(CGCNNs)via supramolecular preorganization,using a mixture of urea and melamine as the starting material.Systematical studies reveal that the newly developed CGCNNs significantly strengthen the optical absorption,widen the bandgap,and increase the Hall mobility and carrier density compared to that of its bulk counterpart,regardless of the similar chemical composition and structure.As a result,the photocatalytic hydrogen production rate is improved by 7 times.Moreover,Na doping of CGCNNs can further promote its photocatalytic activity,leading to an excellent photocatalytic hydrogen production rate of 250.9μmol h^(–1),which is approximately 10.5 times higher than its bulk counterpart.Moreover,an impressive apparent quantum efficiency of 19.12%is achieved at 420 nm.This study provides a facile strategy for the design of efficient low-cost carbon-nitride-based photocatalysts for solar fuel production.

关键词： Carbon nitride Supramolecular preorganization Hall mobility Na doping Solar hydrogen

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