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摘要
二维石墨相氮化碳（2D g-C3N4）由于其特殊的π-π共轭结构,较窄的禁带宽度（2.7 e V）以及比表面积大、结构稳定、绿色无毒、来源广泛等特点,在光催化领域显示出巨大的应用潜力。然而,传统g-C3N4由于其可见光吸收差、光生载流子复合快、量子效率低等固有缺点导致其光催化性能较差,限制其应用。迄今为止,研究人员已经设计并开发了异质结构建、缺陷工程和形貌调控等多种策略来改善g-C3N4光催化活性。其中,缺陷工程通过调节g-C3N4的表面电子结构和能级结构来提高其光捕获、光生载流子分离-迁移和目标分子吸附/活化能力,从而改善其光催化能力。本文综述了非外源因素诱导（碳空位、氮空位等）以及外源因素诱导缺陷（掺杂和功能化）修饰g-C3N4,调控其光电子及光催化性能的最新研究进展,并介绍了2D g-C3N4在光催化净化大气方面的应用进展。最后,对g-C3N4在光催化领域的后续研究进行了展望。这篇文章的主要目的是为全面、深入地理解缺陷调控g-C3N4光催化性能的机制提供思路,以期更好地指导g-C3N4光催化剂的后续研究及其工商业应用开发。
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单位中国科学院地球环境研究所; 中国科学院大学; 黄土与第四纪地质国家重点实验室
