《表1 不同TiO2/g-C3N4光催化剂的异质结类型和应用》

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《二氧化钛基Z型异质结光催化剂》

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根据上述讨论，在构建异质结时更倾向于得到Z型结构。然而，当复合物中2种半导体的能带呈现交错式排列时，很难去分辨复合物是属于type-Ⅱ异质结还是Z型异质结。例如：在TiO2/g-C3N4纳米复合物的研究中，Li等[42]采用简单的饱和溶液法合成了TiO2@g-C3N4核壳纳米棒阵列（图6a），并通过第一性原理的计算和模拟，推测出TiO2导带与g-C3N4价带的能级差为1.34 eV，小于TiO2导带与g-C3N4导带的能级差1.44 eV，电子更容易从TiO2导带向gC3N4价带迁移。因此，TiO2@g-C3N4核壳纳米棒阵列符合Z型光催化机理，如图6c所示。另外，Yu等[43]通过系统的理论计算，验证了TiO2和g-C3N4之间的界面相互作用促进内建电场的形成，从而加速电子从TiO2向g-C3N4的转移，这也印证了TiO2/g-C3N4属于Z型异质结的光催化机理。然而，在Martin等[44]的研究中，合成的具有相同化学结构的TiO2/g-C3N4纳米复合物（图6b）却被认定为type-Ⅱ异质结（图6d）。表1统计了现有研究中所报道的一系列TiO2/g-C3N4纳米复合物。由表可知，g-C3N4和TiO2半导体复合时，有可能得到Z型异质结，也有可能得到type-Ⅱ异质结，至于造成这种结果的原因依然尚不明确。由于无法预知复合材料中异质结的种类，研究者常通过后续的测试和表征来区分它们，而区分的依据是3.1中所讨论的2种异质结的差异：（1）电子传递的方向不同；（2）发生氧化还原的能带位置不同。目前，用来区分type-Ⅱ异质结和Z型异质结的方法和测试包括：依靠氧化还原反应的电势、能带弯曲的方向和XPS偏移的方向来区分。