对我们自然环境的不利变化似乎表现为全球几乎每个角落都经历了极端天气，人们认为这与环境污染的有害影响有关。事实上，人类的排放被认为是造成地球正在经历的问题的主要原因。修复这些排放的技术进步一直备受关注，但有赖于重大的研究突破。
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能耗低，效率低，光催化技术在这方面继续获得牵引力，具有特定焦点的半导体光催化剂的材料选择和性能优化。这里，解释了石墨碳氮化物的吸引力，涵盖了目前的研究途径，旨在将其性能提高为光催化剂和潜在的未来调查。
光催化和二氧化碳
光催化是光活化的化学反应。在吸收光的过程中，产生的能量会产生激发的电子-空穴对，而电子-空穴对又会驱动一对对的化学反应，从而产生新的化合物。在考虑环境修复时，污染物的降解是优先考虑的。
空气污染，无论是什么来源，都是由燃烧产生的污染物，需要分解和分散。不断向大气中排放二氧化碳，对我们的生态系统造成令人不安的有害影响，这是需要解决的一个领域。
利用光催化活性可以将大气中的二氧化碳还原为良性碳化合物。有趣的是，人们发现无金属石墨氮化碳(或g-C3N4)在应用于二氧化碳时具有意想不到的催化活性。
获得一种有效的g- c3n4基光催化剂
石墨碳氮化物具有一系列的特征，这些特征有助于其严重候选，作为调查污染物降解的选择性的光催化剂。这些包括其无毒性，优异的稳定性，石墨烯层的层状结构，以及易于合成。
尽管石墨氮化碳有前景，但它也并非没有挑战。未掺杂的g-C3N4具有与其他光催化剂相似的特性;电子-空穴对的快速复合和载流子的低迁移率是常见的例子。提高g-C3N4的光催化效率和广泛采用将需要解决这些现象。
修改导致增强活动
迄今为止，人们已经研究了各种各样的改性方法来提高g- c3n4基光催化剂的活性。
负载助催化剂已经收到了诸如改善单组分g-C3N4表现出的糟糕的太阳能到化学(STC)能量转换。团队像Bie等．已经与g-C3N4形成了二维(2D)/二维异质结，获得了非常令人鼓舞的结果。与g-C3N4的大面积接触界面提供了几个优点。例如，在黑磷和二硫化钼之间的界面上加强能量对话。
与g-C3N4的大面积接触界面提供了几个优点。例如，研究了黑磷与二硫化钼界面的能量转换。
离子掺杂和金属沉积是另外两个研究人员所追求的。设计了独特的金属半导体复合材料，其可以改变G-C3N4的光化学特性，并扩大光吸收的物理范围。其他实验已经使用硝酸处理在G-C3N4上，已经显示通过除去由于酸浸渍而通过除去Cr（III）沉积而改善光催化活性。
更全面的策略在探索可以从G-C3N4的各种纳米结构合成的架构和设计方面。这种规模的多种不同的尺寸结构已经制造;纳米棒和纳米管，2D纳米片和三维纳米球。虽然，大多数调查似乎被驱逐成零维量子点及其修改。例如，用碳量子点（CQDS）或杂化纳米复合材料的偶联G-C3N4已经注意到。其他基团通过将单体转化为高温下的聚合物来增强CQDS和G-C3N4之间的连接。
绘制最佳设计
虽然石墨碳氮化物光催化技术的研究与开发取得了显著进展，但要实现广泛的实际应用，还需要进一步的探索。特别是优化的光学和光催化性能目前还不足以实现大规模工业化。为了改进，必须更深入地确定起作用的反应机制。分子模拟的使用可能有助于这一点。
基于G-C3N4的光催化剂的未来
由于需要扩大技术规模，环境和经济方面的担忧可能会推动未来的实质性改进。无毒、丰富、廉价的元素将成为重点;如果要大规模采用稀土，避免贵金属和稀土掺杂将是必要的，以缓解成本上升。人们还将关注更多的半导体耦合和无金属掺杂，以及通过增加敏化来操纵量子点更快的响应。
在环境污染控制的背景下，基于g- c3n4的光催化剂很有可能成为解决这一关键问题的实际应用中不可或缺的组成部分。然而，还需要进一步的研究来了解这种光催化剂的全部性能。
参考和进一步阅读
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陈Y.et al。（2020）量子点修饰g- c3n4基光催化剂的研究进展催化剂10 142.可提供：https://doi.org/10.3390/catal10010142
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