▲图3.所制备材料的吸光能力及能带结构
通过紫外可见漫反射图片研究了所制备材料的光吸收能力，发现优化后的g-C3N4不仅吸收边发生了红移，还出现了一个新的吸收带。该吸收带源自于氮缺陷位点的孤对电子的跃迁。结合漫反射光谱的换算和XPS价带谱，作者确认了所制备材料的能带结构，发现优化后的g-C3N4导带位置呈下移趋势，而价带位置基本保持不变。
▲图4.（a）普通g-C3N4，（b）缺陷g-C3N4及（c）硼掺杂和缺陷共修饰g-C3N4的DFT模拟DOS图。
作者通过对不同结构模型的g-C3N4进行密度泛函理论计算，发现缺陷位点和硼掺杂都能引起g-C3N4禁带宽的降低从而增加其吸光能力。
▲图5. 所制备材料的电荷分离及传输能力表征
光致发光光谱表明修饰后的g-C3N4拥有更高的电荷分离效率，而电化学阻抗及光电流测试则表明修饰后的g-C3N4表现出更为出色的电荷转移能力，这将极大的提升光生电荷的利用率。
▲图6.不同模型g-C3N4的差分电荷密度计算
作者根据已得到的结构数据，分别构建了普通g-C3N4，缺陷g-C3N4及缺陷和硼掺杂共修饰g-C3N4的双层结构模型。通过DFT差分电荷密度模拟，发现缺陷位点和硼掺杂位点之间存在协同作用，可形成局部电荷转移通道，极大的促进了层间的电荷转移。而g-C3N4的石墨状片层堆垛结构是其电荷分离效率低下的主要原因，因此本工作提出的修饰方法对g-C3N4电荷分离效率的提升极为显著。
