Alkali-Assisted Synthesis of Nitrogen Deficient Graphitic Carbon Nitride with Tunable Band Structures for Efficient Visible-Light-Driven Hydrogen Evolution

Advanced Materials

Volumn 29, Issue 16, 2017, Pages

  Yu, Huijun ^a   Shi, Run ^a,b   Zhao, Yunxuan ^a   Bian, Tong ^a   Zhao, Yufei ^a   Zhou, Chao ^a   Waterhouse, Geoffrey I N ^c   Wu, Li Zhu ^a   Tung, Chen Ho ^a   Zhang, Tierui ^a  

^a TECHNICAL INSTITUTE OF PHYSICS AND CHEMISTRY   (China)

^b UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

^c UNIVERSITY OF AUCKLAND   (New Zealand)

Author keywords

carbon nitride; hydrogen evolution; nitrogen deficiency; photocatalysis; visible light

Indexed keywords

CARBON NITRIDE; DEFECTS; LIGHT; METABOLISM; NITRIDES; PHOTOCATALYSIS; UREA;

ABSORPTION EDGES; GRAPHITIC CARBON NITRIDES; HYDROGEN EVOLUTION; NITROGEN DEFICIENCY; THERMAL POLYMERIZATIONS; TUNABLE BAND STRUCTURES; VISIBLE LIGHT; VISIBLE-LIGHT-DRIVEN;

NITROGEN;

EID: 85012004957     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201605148     Document Type: Article

References (83)

1. X. C. Wang, K. Maeda, A. Thomas, K. Takanabe, G. Xin, J. M. Carlsson, K. Domen, M. Antonietti, Nat. Mater. 2009, 8, 76;
2. J. Liu, Y. liu, N. Y. Liu, Y. Z. Han, X. Zhang, H. Huang, Y. Lifshitz, S.-T. Lee, J. Zhong, Z. H. Kang, Science 2015, 347, 970.
3. J. S. Zhang, M. Grzelczak, Y. D. Hou, K. Maeda, K. Domen, X. Z. Fu, M. Antonietti, X. C. Wang, Chem. Sci. 2012, 3, 443;
4. K. Maeda, X. Wang, Y. Nishihara, D. Lu, M. Antonietti, K. Domen, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 4940;
5. A. B. Jorge, D. J. Martin, M. T. S. Dhanoa, A. S. Rahman, N. Makwana, J. Tang, A. Sella, F. Cora, S. Firth, J. A. Darr, P. F. McMillan, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 7178;
6. Y. Shiraishi, S. Kanazawa, Y. Kofuji, H. Sakamoto, S. Ichikawa, S. Tanaka, T. Hirai, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 13454;
7. Y. Zheng, L. Lin, X. Ye, F. Guo, X. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 11926.
8. Y. Cui, Z. Ding, P. Liu, M. Antonietti, X. Fu, X. Wang, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 1455.
9. F. Su, S. C. Mathew, G. Lipner, X. Fu, M. Antonietti, S. Blechert, X. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16299;
10. Y. Wang, X. Wang, M. Antonietti, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 68;
11. B. Long, Z. Ding, X. Wang, ChemSusChem 2013, 6, 2024.
12. R. Kuriki, K. Sekizawa, O. Ishitani, K. Maeda, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1;
13. W.-J. Ong, L.-L. Tan, S.-P. Chai, S.-T. Yong, Chem. Commun. 2015, 51, 858;
14. K. Maeda, K. Sekizawa, O. Ishitani, Chem. Commun. 2013, 49, 10127;
15. J. Lin, Z. Pan, X. Wang, ACS Sustainable Chem. Eng. 2014, 2, 353;
16. K. Maeda, R. Kuriki, M. Zhang, X. Wang, O. Ishitani, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 15146;
17. H. Zhou, P. Li, J. Liu, Z. P. Chen, L. Q. Liu, D. Dontsova, R. Y. Yan, T. X. Fan, D. Zhang, J. H. Ye, Nano Energy 2016, 25, 128;
18. G. P. Gao, Y. Jiao, E. R. Waclawik, A. J. Du, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 6292.
19. G. Dong, K. Zhao, L. Zhang, Chem. Commun. 2012, 48, 6178.
20. S. C. Yan, Z. S. Li, Z. G. Zou, Langmuir 2010, 26, 3894;
21. Y. Wang, J. S. Zhang, X. C. Wang, M. Antonietti, H. R. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 3356;
22. Y. Wang, H. R. Li, J. Yao, X. C. Wang, M. Antonietti, Chem. Sci. 2011, 2, 446.
23. J. Li, B. Shen, Z. Hong, B. Lin, B. Gao, Y. Chen, Chem. Commun. 2012, 48, 12017.
24. J. S. Zhang, J. H. Sun, K. Maeda, K. Domen, P. Liu, M. Antonietti, X. Z. Fu, X. C. Wang, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 675;
25. G. Liu, P. Niu, C. H. Sun, S. C. Smith, Z. G. Chen, G. Q. Lu, H. M. Cheng, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11642.
26. J. R. Ran, T. Y. Ma, G. P. Gao, X. W. Du, S. Z. Qiao, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 3708;
27. S. E. Guo, Z. P. Deng, M. X. Li, B. J. Jiang, C. G. Tian, Q. J. Pan, H. G. Fu, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 1830.
28. Z. A. Lan, G. G. Zhang, X. C. Wang, Appl. Catal. B 2016, 192, 116.
29. G. Zhang, M. Zhang, X. Ye, X. Qiu, S. Lin, X. Wang, Adv. Mater. 2014, 26, 805.
30. G. Ding, W. Wang, T. Jiang, B. Han, H. Fan, G. Yang, ChemCatChem 2013, 5, 192.
31. X. Chen, J. Zhang, X. Fu, A. Markus, X. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11658;
32. X. Ye, Y. Cui, X. Wang, ChemSusChem 2014, 7, 738.
33. J. Sun, J. Zhang, M. Zhang, M. Antonietti, X. Fu, X. Wang, Nat. Commun. 2012, 3, 1139;
34. X. Bai, L. Wang, R. Zong, Y. Zhu, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 9952;
35. Y. S. Jun, J. Park, S. U. Lee, A. Thomas, W. H. Hong, G. D. Stucky, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 11083;
36. Y.-S. Jun, E. Z. Lee, X. Wang, W. H. Hong, G. D. Stucky, A. Thomas, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 3661;
37. J. Xu, Y. Wang, Y. Zhu, Langmuir 2013, 29, 10566;
38. M. Tahir, C. Cao, F. K. Butt, S. Butt, F. Idrees, Z. Ali, I. Aslam, M. Tanveer, A. Mahmood, N. Mahmood, CrystEngComm 2014, 16, 1825;
39. J. Zhang, M. Zhang, C. Yang, X. Wang, Adv. Mater. 2014, 26, 4121;
40. X. C. Wang, K. Maeda, X. F. Chen, K. Takanabe, K. Domen, Y. D. Hou, X. Z. Fu, M. Antonietti, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1680;
41. M. Shalom, S. Inal, C. Fettkenhauer, D. Neher, M. Antonietti, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7118;
42. K. Zhang, L. Wang, X. W. Sheng, M. Ma, M. S. Jung, W. Kim, H. Lee, J. H. Park, Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1502352;
43. Q. Han, B. Wang, J. Gao, Z. H. Cheng, Y. Zhao, Z. P. Zhang, L. T. Qu, ACS Nano 2016, 10, 2745.
44. Y. Y. Kang, Y. Q. Yang, L. C. Yin, X. D. Kang, G. Liu, H. M. Cheng, Adv. Mater. 2015, 27, 4572;
45. V. W. H. Lau, M. B. Mesch, V. Duppel, V. Blum, J. Senker, B. V. Lotsch, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1064.
46. X. Zhang, L. Yu, R. Li, T. Peng, X. Li, Catal. Sci. Technol. 2014, 4, 3251;
47. J. Xu, Y. Li, S. Peng, G. Lu, S. Li, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 7657;
48. X. Zhang, L. Yu, C. Zhuang, T. Peng, R. Li, X. Li, ACS Catal. 2013, 4, 162;
49. Y. Wang, J. Hong, W. Zhang, R. Xu, Catal. Sci. Technol. 2013, 3, 1703;
50. S. Min, G. Lu, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 19644;
51. K. Takanabe, K. Kamata, X. Wang, M. Antonietti, J. Kubota, K. Domen, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 13020.
52. K. Schwinghammer, M. B. Mesch, V. Duppel, C. Ziegler, J. Senker, B. V. Lotsch, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1730;
53. P. Niu, L. Zhang, G. Liu, H.-M. Cheng, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4763;
54. S. B. Yang, Y. J. Gong, J. S. Zhang, L. Zhan, L. L. Ma, Z. Y. Fang, R. Vajtai, X. C. Wang, P. M. Ajayan, Adv. Mater. 2013, 25, 2452;
55. Q. Han, F. Zhao, C. G. Hu, L. X. Lv, Z. P. Zhang, N. Chen, L. T. Qu, Nano Res. 2015, 8, 1718;
56. M. Wu, J.-M. Yan, X.-N. Tang, M. Zhao, Q. Jiang, ChemSusChem 2014, 7, 2654.
57. L. Ge, C. Han, J. Liu, Appl. Catal. B 2011, 108, 100;
58. H. Xu, J. Yan, Y. Xu, Y. Song, H. Li, J. Xia, C. Huang, H. Wan, Appl. Catal. B 2013, 129, 182;
59. J. Fu, B. Chang, Y. Tian, F. Xi, X. Dong, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 3083;
60. S. Kumar, T. Surendar, A. Baruah, V. Shanker, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 5333;
61. C. Han, Y. D. Wang, Y. P. Lei, B. Wang, N. Wu, Q. Shi, Q. Li, Nano Res. 2015, 8, 1199.
62. L. Ge, C. Han, Appl. Catal. B 2012, 117, 268;
63. L. Ge, C. Han, J. Liu, J. Mater. Chem. 2012, 22, 11843;
64. A. Du, S. Sanvito, Z. Li, D. Wang, Y. Jiao, T. Liao, Q. Sun, Y. H. Ng, Z. Zhu, R. Amal, S. C. Smith, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4393.
65. P. Niu, G. Liu, H.-M. Cheng, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 11013;
66. Z. Hong, B. Shen, Y. Chen, B. Lin, B. Gao, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 11754;
67. P. Niu, L. C. Yin, Y. Q. Yang, G. Liu, H. M. Cheng, Adv. Mater. 2014, 26, 8046.
68. A. Thomas, A. Fischer, F. Goettmann, M. Antonietti, J.-O. Müller, R. Schlögl, J. M. Carlsson, J. Mater. Chem. 2008, 18, 4893.
69. E. Irran, B. Jürgens, W. Schnick, Solid State Sci. 2002, 4, 1305;
70. W. Lei, D. Portehault, R. Dimova, M. Antonietti, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7121;
71. Y. Cui, Z. Ding, X. Fu, X. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 11814.
72. H. Gao, S. Yan, J. Wang, Y. A. Huang, P. Wang, Z. Li, Z. Zou, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 18077.
73. B. Jürgens, E. Irran, J. Senker, P. Kroll, H. Müller, W. Schnick, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10288.
74. V. W. Lau, I. Moudrakovski, T. Botari, S. Weinberger, M. B. Mesch, V. Duppel, J. Senker, V. Blum, B. V. Lotsch, Nat. Commun. 2016, 7, 12165.
75. J. Liu, T. Zhang, Z. Wang, G. Dawson, W. Chen, J. Mater. Chem. 2011, 21, 14398;
76. F. Dong, Z. Zhao, T. Xiong, Z. Ni, W. Zhang, Y. Sun, W.-K. Ho, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 11392.
77. T. Sano, S. Tsutsui, K. Koike, T. Hirakawa, Y. Teramoto, N. Negishi, K. Takeuchi, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 6489.
78. H. L. Gao, S. C. Yan, J. J. Wang, Y. A. Huang, P. Wang, Z. S. Li, Z. G. Zou, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 18077.
79. S. Trasatti, Pure Appl. Chem. 1986, 58, 955.
80. G. Dong, K. Zhao, L. Zhang, Chem. Commun. 2012, 48, 6178.
81. M. Xie, X. Fu, L. Jing, P. Luan, Y. Feng, H. Fu, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1300995.
82. E. M. Samsudin, S. B. A. Hamid, J. C. Juan, W. J. Basirun, A. E. Kandjani, Appl. Surf. Sci. 2015, 359, 883;
83. S. Li, L. Zhang, T. Jiang, L. Chen, Y. Lin, D. Wang, T. Xie, Chem. Eur. J. 2014, 20, 311.