近来，非均质光催化剂通过生态可持续的方式解决世界范围内许多棘手的能源和环境问题方面的巨大潜在应用，引起了人们的极大兴趣。石墨氮化碳（g-C3N4）是一种以三嗪或庚嗪环为基本结构单元的无金属共轭半导体，并具有类石墨层结构。基于g‐C3N4的聚合物具有良好的理化稳定性，无*并具有可见光吸收等优点是环境和与能源有关的光催化应用方面是潜在的有前途的候选材料。但g-C3N4还存在以下缺陷：i）光激发复合，ii）可见光吸收差，iii）所产生的H2O2容易中*，iv）相对较小的比表面积，以及v）固有量子效率低。
碳点（CDs）作为一种新型的碳纳米材料，凭借其独特的物理化学，光学和电子特性，在生物传感，生物成像，药物输送，光电，光伏和光催化等众多领域中显示出巨大的发展势头。CDs可以在光催化系统中发挥多种功能，例如电子介体，电子储库，光敏剂，光谱转换器和单个光催化剂。将g-C3N4用CDs批量装饰在许多有趣的研究工作中已经很好地描述了异质结构在g-C3N4/CDs光催化系统中的作用。与纯g-C3N4相比，由于CDs的引入以及CDs与g-C3N4之间存在异质结构，g-C3N4/CDs复合材料表现出更高的光催化活性。随着g-C3N4与CDs的杂交光催化的快速发展，对其进行系统的总结和展望，迫切而有意义。
有鉴于此，郑州大学卢思宇教授和理化所张铁锐研究员综述了g-C3N4/CDs多相光催化剂的最新进展及其在太阳能转化和减少污染等领域中的应用。相关成果以“EfficientCombinationofG‐C3N4andCDsforEnhancedPhotocatalyticPerformance:AReviewofSynthesis,Strategies,andApplications”为题发表在Small上。
图文解析作者首先总结了g-C3N4/CDs作为光催化剂的相互作用特性，以更好地理解构造g-C3N4/CDs异质结构的策略。然后，介绍并讨论了实现CDs和g-C3N4有效光催化的各种策略。此外，对g-C3N4/CDss光催化系统在析氢，CO2还原，有机污染物降解和生物医学中的应用进行了综述和分析。最后，提出了建设性的建议，以供将来对g-C3N4/CDs多相光催化剂的研究改进和期望。
图1.全文框架。
01材料合成g-C3N4的形成基于三嗪（C3N3）或3-s-三嗪/庚嗪（C6N7）杂环的结构单元。通常通过简单的热处理来处理丰富的含氮底物，获得表面积较小的材料，进而将g-C3N4分层来扩大表面积和增加反应位点。可行的剥离g-C3N4的方法包括：超声辅助液体剥落，液氨辅助锂化，酸/碱辅助剥离，后热氧化蚀刻法、超声处理一体化热分层和模板法。
图2.g-C3N4的合成方法。
CDs是由大块碳材料破碎或有机小分子聚合而来，因此采用自上而下或自下而上的方法制备。
图3.CDs的合成方法。
02g‐C3N4/CDs异质结的构建
迄今为止，已经通过多种方法构建了许多具有巨大光催化性能的g‐C3N4/CDs复合材料。该复合材料的结构策略对光催化性能直接影响，并且可以被划分为：物理混合(a)，超声(b)，静电组装(c)，水热/溶剂热(d)，煅烧(e,f)等等。同时，g‐C3N4/CDs异质结构中涉及的相互作用力是物理吸附（静电吸引，π–π堆积）和相应的氢键，化学键相互作用，有效地促进了g‐C3N4的光生电子-空穴对的分离。
图4.异质结的构建方法示例。
03增强光催化性能的策略g-C3N4/CDs复合材料作为一种新兴的无金属异相光催化剂，在可见光下表现出令人着迷的光催化性能。为了增加可见光的吸收，电子-空穴对的分离以及光催化量子效率，已经开发了各种策略来提高光催化活性，包括形态转换以扩大比表面积，杂原子掺杂以调节能级构型，纳米结构和界面异质结构制造以加速载流子分离等。这些方法可以部分改变g-C3N4/CDs的电子结构以及表面性质，然后增强其光催化性能。
①形貌控制的g-C3N4/CDs具有独特的几何形状（球，棒，管，带，片等），有利于电荷从较短的路径扩散，增加了可见光吸收率的比表面积，并增加了相应的有*气体或有机污染物附着的反应位。
②带隙≈2.7eV的g-C3N4显示可见光响应仅限于波长小于nm的紫外可见光。与CDs的偶联能提高光谱利用率，促进光诱导电荷载流子的生成，增强催化性能。
③纳米结构调控决定了光催化剂的电子结构和光学性能。通过在纳米级将两种或多种不同的半导体结合在一起来工程化异质纳米材料是加速界面光致激子分离的一项强大技术。
图5.增强g-C3N4/CDs光催化性能的几种策略。
④异质结构是通过针对不同功函数的界面电荷极化来调节催化剂的表面电荷状态，而具有更高催化能力。因此，设计和制造具有独特结构的异质结构材料已成为提高催化性能的重点路线。
⑤通过杂原子掺杂来定制半导体性能，包括改变表面电荷状况，改变能级结构，改变光吸收能力和电荷转移速率。
04g-C3N4/CDs光催化体系的应用及机理能源和环境危机是一个持续的挑战，关系到全人类的切身利益。光催化作为一种充分利用太阳能的强有力的能量转换方法，已经引起了广泛