journal article·2021-06-07

Advancing Graphitic Carbon Nitride-Based Photocatalysts toward Broadband Solar Energy Harvesting

Qingzhe Zhang, Xiaolei Liu, Mohamed Chaker, Dongling Ma

ACS Materials Letters· Volume 3· Issue 6
Publisher page

Abstract

In recent years, increasing efforts have been devoted to widening the light response range of graphitic carbon nitride (g-C3N4) for photocatalytic environmental remediation and fuel production. To delineate the state-of-the-art and suggest future directions, we critically assess the recent reports on the design of broadband g-C3N4 based photocatalysts for harvesting photons from ultraviolet to visible, and further to near-infrared (NIR). In this Review, we first introduce the fundamentals of g-C3N4, including molecular structure, electronic structure, and synthesis methods. We then discuss the strategies adopted to extend the optical absorption of g-C3N4 toward longer wavelengths, with a particular emphasis on the use of plasmonic and upconversion materials, as well as on its coupling with narrow-bandgap semiconductors to construct heterojunctions. We then summarize the photocatalytic systems using the three major strategies for photocatalytic applications, especially for NIR photocatalysis. We also point out the limitations of each strategy and potential solutions. Finally, we discuss the challenges in this dynamic research field and provide perspectives for future research. This Review may offer guidance for the rational design of g-C3N4-based photocatalysts for broadband solar photon harvesting.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Photocatalysis Techniques · Perovskite Materials and Applications · Gas Sensing Nanomaterials and Sensors

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Institut National de la Recherche Scientifique (INRS)-Centre Énergie Materiaux et Telécommunications, 1650 Boulevard Lionel-Boulet, Varennes, Quebec J3X 1S2, Canada

Funding

Fonds de Recherche du Qu??bec - Nature et Technologies · Canada Research Chairs · China Scholarship Council · Government of Canada

References (100+)

Show source-provided references
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