Abstract Graphitic carbon nitride (g-C3N4) is normally used in photocatalysis under visible light, to realize its' enhanced electrocatalytic hydrogen evolution reaction is still a challenge. In this paper, superior thin g-C3N4 nanosheets with different composition and crystallinity are prepared via theromal polarization process to test their photo- and electro-chemical activities. Interestingly, a crystalline/amorphous g-C3N4 nanosheet homojunctions are successfully prepared via one-step thermal polymerization by adjusting preparation parameters. Crystalline and amorphous phases are homogeneously distributed in thin g-C3N4 nanosheets. Compared with crystalline and amorphous g-C3N4 nanosheets, the homojunction prepared using optimized C/N ratio and crystalline/amorphous phase distribution reveals the quick photodegradation of dyes. Ni Fe oxides are deposited on g-C3N4 by a further thermal polymerization process. After loading metal oxides, the photo- and electro-catalytic performance of crystalline/amorphous homojunctions is greatly enhanced. Especially, the co-loading of Fe2O3 and NiO drastically enhances the electrochemical performance of g-C3N4 nanosheet homojunctions. Using optimized loading amount, the overpotentials of amorphous g-C3N4 nanosheets, g-C3N4 amorphous/crystalline nanosheet homojunctions, and crystalline g-C3N4 nanosheets are 756, 691 and 672 mV for electrochemical hydrogen evolution reaction with Tafel slope of 101, 79 and 74 mV/dec, respectively.

中文翻译：

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超薄 g-C3N4 纳米片及其微观结构和 Ni Fe 氧化物复合材料的光催化和电催化演化

摘要 石墨氮化碳（g-C3N4）通常用于可见光下的光催化，实现其增强的电催化析氢反应仍是一个挑战。在本文中，通过热极化过程制备了具有不同成分和结晶度的优质薄 g-C3N4 纳米片，以测试其光化学和电化学活性。有趣的是，通过调整制备参数，通过一步热聚合成功制备了结晶/非晶g-C3N4纳米片同质结。晶相和非晶相均匀分布在薄 g-C3N4 纳米片中。与结晶和非晶 g-C3N4 纳米片相比，使用优化的 C/N 比和结晶/非晶相分布制备的同质结揭示了染料的快速光降解。Ni Fe 氧化物通过进一步的热聚合过程沉积在 g-C3N4 上。负载金属氧化物后，结晶/非晶同质结的光催化和电催化性能大大增强。特别是，Fe2O3 和 NiO 的共载显着提高了 g-C3N4 纳米片同质结的电化学性能。使用优化的负载量，非晶 g-C3N4 纳米片、g-C3N4 非晶/结晶纳米片同质结和结晶 g-C3N4 纳米片的过电位分别为 756、691 和 672 mV，用于电化学析氢反应，Tafel 斜率为 101、79 和 74 mV/dec，分别。Fe2O3 和 NiO 的共载显着提高了 g-C3N4 纳米片同质结的电化学性能。使用优化的负载量，非晶 g-C3N4 纳米片、g-C3N4 非晶/结晶纳米片同质结和结晶 g-C3N4 纳米片的过电位分别为 756、691 和 672 mV，用于电化学析氢反应，Tafel 斜率为 101、79 和 74 mV/dec，分别。Fe2O3 和 NiO 的共载显着提高了 g-C3N4 纳米片同质结的电化学性能。使用优化的负载量，非晶 g-C3N4 纳米片、g-C3N4 非晶/结晶纳米片同质结和结晶 g-C3N4 纳米片的过电位分别为 756、691 和 672 mV，用于电化学析氢反应，Tafel 斜率为 101、79 和 74 mV/dec，分别。