Abstract Although carbon nitride (CN) catalyst has great attraction, the relatively low separation efficiency of photogenerated carriers leads to its unsatisfactory photocatalytic performance. Herein, CN/iodine-doped CN (CN/CNI) homojunction powder catalysts were fabricated via a facile water-bath combined with in-situ sintering method. The optimized CN/CNI-40% catalyst with a proper CN content shows prominent visible-light (λ > 420 nm) photocatalytic performance and stability. Its photocatalytic conversion ratio for Rhodamine B (RhB) is 5.1, 2.7, 3.0 time higher than that of CN, CNI and CNI-R (reference sample), respectively. Its photocatalytic H2 evolution rate is 5.8, 2.1, 2.2 time higher than that of CN, CNI, CNI-R, respectively. And its photocatalytic CH4 generation rate is 4.9, 3.5, 3.6 time higher than that of CN, CNI, CNI-R, respectively. This remarkably improved activity was mainly caused by the synergistic effect of CN and CNI, which can contribute to the excellent absorption performance in the 442–591 nm regions and the efficient separation of photoinduced electron-hole pairs provided by the well-matched band structures and homojunction interfaces between CN and CNI. The probable mechanism of remarkably improved photocatalytic property was also investigated. This study offers a novel and rational avenue to synthesize cheap and high-efficiency multifunctional photocatalysts applied in environmental and energy fields.

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CN/碘掺杂CN同质结粉末催化剂具有优异的可见光光催化性能

摘要 虽然氮化碳(CN)催化剂具有很大的吸引力，但光生载流子的分离效率较低，导致其光催化性能不理想。在此，通过简便的水浴结合原位烧结方法制备了 CN/碘掺杂的 CN (CN/CNI) 同质结粉末催化剂。具有适当 CN 含量的优化 CN/CNI-40% 催化剂显示出显着的可见光 (λ > 420 nm) 光催化性能和稳定性。其对罗丹明 B (RhB) 的光催化转化率分别是 CN、CNI 和 CNI-R（参考样品）的 5.1、2.7、3.0 倍。其光催化析氢速率分别比CN、CNI、CNI-R高5.8、2.1、2.2倍。并且其光催化CH4生成率比CN、CNI、CNI-R高4.9、3.5、3.6倍，分别。这种显着提高的活性主要是由 CN 和 CNI 的协同作用引起的，这有助于在 442-591 nm 区域具有出色的吸收性能以及由匹配良好的能带结构和CN 和 CNI 之间的同质结接口。还研究了显着改善光催化性能的可能机制。该研究为合成应用于环境和能源领域的廉价高效多功能光催化剂提供了一种新颖而合理的途径。这有助于在 442-591 nm 区域具有出色的吸收性能，以及由匹配良好的能带结构和 CN 和 CNI 之间的同质结界面提供的光生电子-空穴对的有效分离。还研究了显着改善光催化性能的可能机制。该研究为合成应用于环境和能源领域的廉价高效多功能光催化剂提供了一种新颖而合理的途径。这有助于在 442-591 nm 区域具有出色的吸收性能，以及由匹配良好的能带结构和 CN 和 CNI 之间的同质结界面提供的光生电子-空穴对的有效分离。还研究了显着改善光催化性能的可能机制。该研究为合成应用于环境和能源领域的廉价高效多功能光催化剂提供了一种新颖而合理的途径。