综述：基于石墨碳氮化物（g-C3N4）的光催化剂：基础原理、合理优化、能源与环境应用及未来展望

《Catalysts》：Graphitic Carbon Nitride (g-C3N4)-Based Photocatalysts: Fundamentals, Rational Optimization, Energy and Environmental Applications, and Future Perspectives

　　

摘要

为了解决由于过度消耗化石燃料而导致的能源短缺和环境污染这一双重难题，半导体光催化被认为是一种有前景的可持续技术途径。作为一种新型的无金属聚合物半导体，石墨碳氮化物（g-C₃N₄）因其对可见光的良好响应、优异的能带结构、高稳定性和低成本的原材料而成为光催化领域的基准材料。本文系统地阐述了g-C₃N₄的结构特性、光催化机制及主流合成方法，总结了其性能优化策略，梳理了其在环境修复和能源转换中的应用进展，分析了当前研究的核心瓶颈，并展望了未来的发展方向，为基于g-C₃N₄的光催化剂的基础研究和工业应用提供了系统的参考。