Polymeric carbon nitrides: Semiconducting properties and emerging applications in photocatalysis and photoelectrochemical energy conversion

Science of Advanced Materials

Volumn 4, Issue 2, 2012, Pages 282-291

  Zhang, Yuanjian ^a   Mori, Toshiyuki ^a   Ye, Jinhua ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

Author keywords

Doping; G c 3n 4; Mesoporous materials; Organic semiconductor; Photocatalysis; Photovoltaics; Polymeric carbon nitride

Indexed keywords

EID: 84859966664     PISSN: 19472935     EISSN: 19472943     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/sam.2012.1283     Document Type: Review

References (81)

1. http://www1.eere. energy.gov/solar/index.html
2. B. Oregan and M. Gratzel, Nature 353, 737 (1991).
3. W. U. Huynh, J. J. Dittmer, and A. P. Alivisatos, Science 295, 2425 (2002).
4. S. Gunes, H. Neugebauer, and N. S. Sariciftci, Chem. Rev. 107, 1324 (2007).
5. B. E. Hardin, E. T. Hoke, P. B. Armstrong, J. H. Yum, P. Comte, T. Torres, J. M. J. Frechet, M. K. Nazeeruddin, M. Gratzel, and M. D. McGehee, Nat. Photonics 3, 406 (2009).
6. S. E. Shaheen, D. S. Ginley, and G. E. Jabbour, MRS Bulletin 30, 10 (2005).
7. T. W. Hamann, R. A. Jensen, A. B. F. Martinson, H. Van Ryswyk, and J. T. Hupp, Energy Environ. Sci. 1, 66 (2008).
8. J. Bisquert, A. Zaban, M. Greenshtein, and I. Mora-Sero, J. Am. Chem. Soc. 126, 13550 (2004).
9. Y. Luo, D. Li, and Q. Meng, Adv. Mater. 21, 4647 (2009).
10. M. Gratzel, Nature 414, 338 (2001).
11. K. Maeda and K. Domen, J. Phys. Chem. C 111, 7851 (2007).
12. A. Kudo and Y. Miseki, Chem. Soc. Rev. 38, 253 (2009).
13. J. Sato, H. Kobayashi, K. Ikarashi, N. Saito, H. Nishiyama, and Y. Inoue, J. Phys. Chem. B 108, 4369 (2004).
14. R. Asahi, T. Morikawa, T. Ohwaki, K. Aoki, and Y. Taga, Science 293, 269 (2001).
15. T. Kawai and T. Sakata, Nature 286, 474 (1980).
16. P. V. Kamat, J. Phys. Chem. B 106, 7729 (2002).
17. J. H. Park, S. Kim, and A. J. Bard, Nano Lett. 6, 24 (2006).
18. Z. G. Yi, J. H. Ye, N. Kikugawa, T. Kako, S. X. Ouyang, H. Stuart-Williams, H. Yang, J. Y. Cao, W. J. Luo, Z. S. Li, Y. Liu, and R. L. Withers, Nature Mater. 9, 559 (2010).
19. P. G. Hoertz and T. E. Mallouk, Inorg. Chem. 44, 6828 (2005).
20. Q. Liu, Y. Zhou, J. Kou, X. Chen, Z. Tian, J. Gao, S. Yan, and Z. Zou, J. Am. Chem. Soc. 132, 14385 (2010).
21. Z. G. Zou, J. H. Ye, K. Sayama, and H. Arakawa, Nature 414, 625 (2001).
22. E. Kroke and M. Schwarz, Coordin. Chem. Rev. 248, 493 (2004).
23. B. V. Lotsch and W. Schnick, New J. Chem. 28, 1129 (2004).
24. D. R. Miller, D. C. Swenson, and E. G. Gillan, J. Am. Chem. Soc. 126, 5372 (2004).
25. Z. Zhang, K. Leinenweber, M. Bauer, L. A. J. Garvie, P. F. McMillan, and G. H. Wolf, J. Am. Chem. Soc. 123, 7788 (2001).
26. A. Vinu, Adv. Funct. Mater. 18, 816 (2008).
27. S. J. Yang, J. H. Cho, G. H. Oh, K. S. Nahm, and C. R. Park, Carbon 47, 1585 (2009).
28. A. Y. Liu and M. L. Cohen, Science 245, 841 (1989).
29. Q. X. Guo, Y. Xie, X. J. Wang, S. Y. Zhang, T. Hou, and S. C. Lv, Chem. Commun. 26 (2004).
30. Y. Qiu and L. Gao, Chem. Commun., 2378 (2003).
31. E. G. Gillan, Chem. Mater. 12, 3906 (2000).
32. M. J. Bojdys, J. O. Muller, M. Antonietti, and A. Thomas, Chem.-Eur. J. 14, 8177 (2008).
33. E. Irran, B. Jurgens, and W. Schnick, Chem.-Eur. J. 7, 5372 (2001).
34. B. V. Lotsch and W. Schnick, Chem.-Eur. J. 13, 4956 (2007).
35. E. Kroke, M. Schwarz, E. Horath-Bordon, P. Kroll, B. Noll, and A. D. Norman, New J. Chem. 26, 508 (2002).
36. T. Komatsu, J. Mater. Chem. 11, 799 (2001).
37. T. Komatsu, J. Mater. Chem. 11, 802 (2001).
38. E. Horvath-Bordon, E. Kroke, I. Svoboda, H. Fuess, and R. Riedel, New J. Chem. 29, 693 (2005).
39. E. Wirnhier, M. Döblinger, D. Gunzelmann, J. Senker, B. V. Lotsch, and W. Schnick, Chem. Eur. J. 17, 3213 (2011).
40. M. Groenewolt and M. Antonietti, Adv. Mater. 17, 1789 (2005).
41. J. Liebig, Ann. Pharm. 10, 10 (1834).
42. L. Pauling and J. H. Sturdivant, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 23, 615 (1937).
43. Y. J. Zhang and M. Antonietti, Chem.-Asian J. 5, 1307 (2010).
44. M. Deifallah, P. F. McMillan, and F. Cora, J. Phys. Chem. C 112, 5447 (2008).
45. X. C. Wang, K. Maeda, A. Thomas, K. Takanabe, G. Xin, J. M. Carlsson, K. Domen, and M. Antonietti, Nature Mater. 8, 76 (2009).
46. K. Maeda, X. Wang, Y. Nishihara, D. Lu, M. Antonietti, and K. Domen, J. Phys. Chem. C 113, 4940 (2009).
47. A. Fujishima and K. Honda, Nature 238, 37 (1972).
48. M. Anpo, J. Catal. 216, 505 (2003).
49. J. G. Yu, H. G. Yu, H. T. Guo, M. Li, and S. Mann, Small 4, 87 (2008).
50. X. Z. Li, F. B. Li, C. L. Yang, and W. K. Ge, J. Photoch. Photobio. A 141, 209 (2001).
51. K. Takanabe, K. Kamata, X. Wang, M. Antonietti, J. Kubota, and K. Domen, Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 13020 (2010).
52. Q. Y. Li, B. Yue, H. Iwai, T. Kako, and J. H. Ye, J. Phys. Chem. C 114, 4100 (2010).
53. S. C. Yan, Z. S. Li, and Z. G. Zou, Langmuir 25, 10397 (2009).
54. F. Goettmann, A. Fischer, M. Antonietti, and A. Thomas, Angew. Chem. Int. Ed. 45, 4467 (2006).
55. X. C. Wang, K. Maeda, X. F. Chen, K. Takanabe, K. Domen, Y. D. Hou, X. Z. Fu, and M. Antonietti, J. Am. Chem. Soc. 131, 1680 (2009).
56. Y. Meng, D. Gu, F. Zhang, Y. Shi, L. Cheng, D. Feng, Z. Wu, Z. Chen, Y. Wan, A. Stein, and D. Zhao, Chem. Mater. 18, 4447 (2006).
57. C. Liang, K. Hong, G. A. Guiochon, J. W. Mays, and S. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 43, 5785 (2004).
58. H. Kosonen, S. Valkama, A. Nykanen, M. Toivanen, G. Ten Brinke, J. Ruokolainen, and O. Ikkala, Adv. Mater. 18, 201 (2006).
59. Y. Wang, X. C. Wang, M. Antonietti, and Y. J. Zhang, Chemsuschem. 3, 435 (2010).
60. X. C. Wang, X. F. Chen, A. Thomas, X. Z. Fu, and M. Antonietti, Adv. Mater. 21, 1609 (2009).
61. B. Yue, Q. Li, H. Iwai, T. Kako, and J. Ye, Sci. Tech. Adv. Mater. 12, 034401 (2011).
62. Y. J. Zhang, A. Thomas, M. Antonietti, and X. C. Wang, J. Am. Chem. Soc. 131, 50 (2009).
63. S. Ramesh, L. M. Ericson, V. A. Davis, R. K. Saini, C. Kittrell, M. Pasquali, W. E. Billups, W. W. Adams, R. H. Hauge, and R. E. Smalley, J. Phys. Chem. B 108, 8794 (2004).
64. A. G. MacDiarmid, Angew. Chem. Int. Ed. 40, 2581 (2001).
65. J. F. Huang, H. Luo, C. Liang, I. W. Sun, G. A. Baker, and S. Dai, J. Am. Chem. Soc. 127, 12784 (2005).
66. Y. J. Zhang, T. Mori, J. H. Ye, and M. Antonietti, J. Am. Chem. Soc. 132, 6294 (2010).
67. Y. Wang, J. Zhang, X. Wang, M. Antonietti, and H. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 49, 3356 (2010).
68. Y. Wang, Y. Di, M. Antonietti, H. Li, X. Chen, and X. Wang, Chem. Mater. 22, 5119 (2010).
69. S. C. Yan, Z. S. Li, and Z. G. Zou, Langmuir 26, 3894 (2010).
70. G. Liu, P. Niu, C. H. Sun, S. C. Smith, Z. G. Chen, G. Q. Lu, and H. M. Cheng, J. Am. Chem. Soc. 132, 11642 (2010).
71. J. S. Zhang, X. F. Chen, K. Takanabe, K. Maeda, K. Domen, J. D. Epping, X. Z. Fu, M. Antonietti, and X. C. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 49, 441 (2010).
72. Y. Guo, S. Chu, S. Yan, Y. Wang, and Z. Zou, Chem. Commun. 46, 7325 (2010).
73. Y. J. Zhang, T. Mori, L. Niu, and J. H. Ye, Energy & Environ. Sci. 4, 4517 (2011).
74. M. Doeblinger, B. V. Lotsch, J. Wack, J. Thun, J. Senker, and W. Schnick, Chem. Commun. 1541 (2009).
75. B. V. Lotsch, M. Doblinger, J. Sehnert, L. Seyfarth, J. Senker, O. Oeckler, and W. Schnick, Chem.-Eur. J. 13, 4969 (2007).
76. J. R. Holst and E. G. Gillan, J. Am. Chem. Soc. 130, 7373 (2008).
77. B. Jurgens, E. Irran, J. Senker, P. Kroll, H. Muller, and W. Schnick, J. Am. Chem. Soc. 125, 10288 (2003).
78. X.-X. Zou, G.-D. Li, Y.-N. Wang, J. Zhao, C. Yan, M.-Y. Guo, L. Li, and J.-S. Chen, Chem. Commun. 47, 1066 (2011).
79. S. M. Lyth, Y. Nabae, S. Moriya, S. Kuroki, M.-A. Kakimoto, J.-I. Ozaki, and S. Miyata, J. Phys. Chem. C 113, 20148 (2009).
80. Y. Sun, C. Li, Y. Xu, H. Bai, Z. Yao, and G. Shi, Chem. Commun. 46, 4740 (2010).
81. E. Z. Lee, Y.-S. Jun, W. H. Hong, A. Thomas, and M. M. Jin, Angew. Chem. Int. Ed. 49, 9706 (2010).