模拟绿色植物的自然光合作用，人工Z-scheme光催化能更有效地利用太阳能进行光催化水的分解。目前设计的大多数基于g- c3n4的Z-scheme异质结通常基于含金属的半导体光催化剂，因此利用无金属光催化剂进行Z-scheme水分离具有很大的研究价值。在此，我们提出了两种不含金属的C3N/g-C3N4异质结，C3N单层覆盖g-C3N4片(单层或双层)，并通过广泛的混合密度泛函计算系统地探索其电子结构、电荷分布和光催化性能。我们清楚地表明,相对强大的内建电场在各自的界面区域,由电荷转移引起的从C3N单层g-C3N4单层或双层,导致乐队弯曲,呈现的转移photogenerated运营商在这两个垂直Z-scheme后而不是二型通路。此外，这两个C3N/g-C3N4异质结中的光生电子和空穴不仅可以有效分离，而且还具有很强的氧化还原能力。与孤立的g-C3N4片相比，这些提出的异质结中可见到的近红外区域的光吸收明显增强。这些理论结果表明，这些提出的无金属C3N/g-C3N4异质结有望成为直接的Z-scheme光催化剂用于太阳水的分离。
——文章发布于2018年7月4日
