四采用直接一步法制备同时掺杂I和引入N空位的纳米介孔g-CN4,其中葡萄糖和NHI的 同时加热能够使掺杂I的介孔g-CN4剥离，同时释放更多富氮气体而引入N空位，使该催 化剂在模拟太阳光下具有优异的光催化产氢性能，最高达7819.2 umolh-·g。此外，Zhu 等采用密度泛函理论对p区元素掺杂g-CN,的电子结构进行了系统的计算（图7），并 通过探索掺杂剂的固有特性与X-g-CN4(其中，X表示从元素周期表的p区中选择的掺杂 元素)的光催化活性之间的关系，确定了一个新的本征描述符来预测掺杂的g-CN,的光催化 活性：g=n*E,*I川n,*E*)》式申E和分别是占据最外层p轨道的电子 数(p轨道的价电子)、掺杂的电负性和第一电离能值，下标X和N分别指掺杂剂X和氮。 经实验验证，当描述符的范围在0.5<⑦<1.5时，材料具有最佳的光催化活性。 该描述符可 用于指导不同材料体系中高效光催化剂的设计和制备。 (a) (b) (c) 2 最终出版 co BrO CN. PgC风 F4 7p区元素掺杂的g-CN电子结构。(a)掺杂能级为l.69eV的N摻杂g-CN,能带结构（左）和相 应的态密度（右）：(b不 参杂剂掺杂的g-CN:直接带隙：(c)各种元素掺杂g-CN,的CB(绿色) 和Ve(红色)边缘位置四 Fig.7 Electronic structure of p-block element doped g-CN4.(a)Band structure of N-doped g-CN with doping energy level of 169eV(left)and corresponding partial state density (right),(b)Direct band gap of g-CN doped with different dopants,(c)Ca(green)and Va(red)edge positions of doped g-CN 此外，官能团的改变和接枝对g-CN4的载流子传输也具有不可忽视的作用。本课题组 基于实际制备的g-CN4具有聚合不充分的特征提出了一种后氧化还原途径，通过连续化学 刻蚀和碳还原来修饰gCN4,这种后氧化还原方法利用自上而下的液相剥离和自下而上的 C掺入过程的优点，为在原子尺度上调节精确CN,的电子构型做出较好的尝试1。制备的 催化剂暴露了更多的活性位点，光学带隙明显减小，从而显著提高光催化活性，在可见光 照射下，析氢速率达到12310molh'g,是原始CN的约17倍。此后，又采用一种新颖 的乙二胺辅助气-固反应对末端氨基实现芳环化转变来调控g-CN,的电子结构（图8）。 研究表明，末端芳环化增强了π-电子的离域度，同时改变了π-共轭体系的对称性，实现载 流子的高效分离和迁移，表现出高效的光催化两电子还原反应活性，在可见光照射下产氢[71]采用直接一步法制备同时掺杂 I 和引入 N 空位的纳米介孔 g-C3N4，其中葡萄糖和 NH4I 的 同时加热能够使掺杂 I 的介孔 g-C3N4剥离，同时释放更多富氮气体而引入 N 空位，使该催 化剂在模拟太阳光下具有优异的光催化产氢性能，最高达 7819.2 μmol·h -1·g -1。此外，Zhu 等[72]采用密度泛函理论对 p 区元素掺杂 g-C3N4的电子结构进行了系统的计算（图 7），并 通过探索掺杂剂的固有特性与 X-g-C3N4（其中，X 表示从元素周期表的 p 区中选择的掺杂 元素)的光催化活性之间的关系，确定了一个新的本征描述符来预测掺杂的 g-C3N4的光催化 活性：∅=(nX∗EX∗I X 1 )/(nN∗EN∗I N 1 ) ，式中 n，E 和 I 1分别是占据最外层 p 轨道的电子 数（p 轨道的价电子）、掺杂的电负性和第一电离能值，下标 X 和 N 分别指掺杂剂 X 和氮。 经实验验证，当描述符的范围在 0.5<∅<1.5 时，材料具有最佳的光催化活性。该描述符可 用于指导不同材料体系中高效光催化剂的设计和制备。 图 7 p 区元素掺杂的 g-C3N4电子结构。（a）掺杂能级为 1.69eV 的 N 掺杂 g-C3N4能带结构（左）和相 应的态密度（右）；（b）不同掺杂剂掺杂的 g-C3N4直接带隙；（c）各种元素掺杂 g-C3N4的 CB（绿色） 和 VB（红色）边缘位置[72] Fig.7 Electronic structure of p-block element doped g-C3N4. (a) Band structure of N-doped g-C3N4 with doping energy level of 1.69eV (left) and corresponding partial state density (right); (b) Direct band gap of g-C3N4 doped with different dopants; (c) CB (green) and VB (red) edge positions of doped g-C3N4 [72] 此外，官能团的改变和接枝对 g-C3N4的载流子传输也具有不可忽视的作用。本课题组 基于实际制备的 g-C3N4具有聚合不充分的特征提出了一种后氧化还原途径，通过连续化学 刻蚀和碳还原来修饰 g-C3N4，这种后氧化还原方法利用自上而下的液相剥离和自下而上的 C-掺入过程的优点，为在原子尺度上调节精确 C3N4的电子构型做出较好的尝试[73]。制备的 催化剂暴露了更多的活性位点，光学带隙明显减小，从而显著提高光催化活性，在可见光 照射下，析氢速率达到 12310 μmol·h -1·g -1，是原始 C3N4的约 17 倍。此后，又采用一种新颖 的乙二胺辅助气-固反应对末端氨基实现芳环化转变来调控 g-C3N4的电子结构（图 8）[74]。 研究表明，末端芳环化增强了 π-电子的离域度，同时改变了 π-共轭体系的对称性，实现载 流子的高效分离和迁移，表现出高效的光催化两电子还原反应活性，在可见光照射下产氢 录用稿件，非最终出版稿