A novel efficient Ag@AgCl/g-C3N4 plasmonic photocatalyst was synthesized by a rational in situ ion exchange approach between exfoliated g-C3N4 nanosheets with porous 2D morphology and AgNO3. The as-prepared Ag@AgCl-9/g-C3N4 plasmonic photocatalyst exhibited excellent photocatalytic performance under visible light irradiation for rhodamine B degradation with a rate constant of 0.1954 min–1, which is ∼41.6 and ∼16.8 times higher than those of the g-C3N4 (∼0.0047 min–1) and Ag/AgCl (∼0.0116 min–1), respectively. The degradation of methylene blue, methyl orange, and colorless phenol further confirmed the broad spectrum photocatalytic degradation abilities of Ag@AgCl-9/g-C3N4. These results suggested that an integration of the synergetic effect of suitable size plasmonic Ag@AgCl and strong coupling effect between the Ag@AgCl nanoparticles and the exfoliated porous g-C3N4 nanosheets was superior for visible-light-responsive and fast separation of photogenerated electron–hole pairs, thus significantly improving the photocatalytic efficiency. This work may provide a novel concept for the rational design of stable and high performance g-C3N4-based plasmonic photocatalysts for unique photochemical reaction.

Abstract The development of effective approaches for the preparation of 0D quantum dots (QDs)/2D nanosheets (NSs) heterostructures, which have been proven to be favorable for heterogeneous catalysis, is highly desirable but remains a great challenge. Herein, 0D metal oxide nanocrystals–2D ultrathin g‐C 3 N 4 nanosheets (Co 3 O 4 /CNNS) heterostructures are synthesized via a facile chemical reaction, followed by annealing in air. Ultrafine Co 3 O 4 QDs (≈2.2–3.2 nm) are uniformly and tightly attached on the surface of g‐C 3 N 4 nanosheets. Detailed characterization reveals that the specially designed unique 0D/2D structure is critical to the high photocatalytic performance for the degradation of tetracycline (TC) via peroxymonosulfate (PMS) activation. The optimal catalyst, namely, Co 3 O 4 /CNNS‐1100, exhibits excellent performance and ≈98.7% TC can be degraded under visible light irradiation. Moreover, TC degradation is almost completely insusceptible to several real water samples. Meanwhile, other dye pollutants can also be efficiently degraded by the Co 3 O 4 /CNNS‐1100/PMS/vis system. The quenching tests display that that the h + , ∙OH, O 2 ∙− , and SO 4 ∙− are responsible for TC removal. The improved photocatalytic performance can be attributed to the synergistic effect of the photocatalytic‐ and chemical‐processes in the PMS activation. This work gives an insight into the development of multifunctional 0D/2D nanocomposites for further potential applications which are not limited to environmental purification.

Water-soluble magnetic-functionalized graphitic carbon nitride (g-C3N4) composites were synthesized successfully by in situ decorating spinel ZnFe2O4 nanoparticles on g-C3N4 sheets (CN-ZnFe) through a one-step solvothermal method. The magnetic properties of CN-ZnFe can be effectively controlled via tuning the coverage density and the size of ZnFe2O4 nanoparticles. The results indicate that the CN-ZnFe exhibits excellent photocatalytic efficiency for methyl orange (MO) and fast separation from aqueous solution by magnet. Interestingly, the catalytic performance of the CN-ZnFe is strongly dependent on the loading of ZnFe2O4. The optimum activity of 160CN-ZnFe photocatalyst is almost 6.4 and 5.6 times higher than those of individual g-C3N4 and ZnFe2O4 toward MO degradation, respectively. By carefully investigating the influence factors, a possible mechanism is proposed and it is believed that the synergistic effect of g-C3N4 and ZnFe2O4, the smaller particle size, and the high solubility in water contribute to the effective electron-hole pairs separation and excellent photocatalytic efficiency. This work could provide new insights that g-C3N4 sheets function as good support to develop highly efficient g-C3N4-based magnetic photocatalysts in environmental pollution cleanup.

A simple and green route was developed for the first time to produce fluorescent graphitic carbon nitride (F-g-C3N4) by hydrothermal treatment of bulk g-C3N4. The produced F-g-C3N4 dots have blue emission and a high quantum yield, and were applied as a very effective fluorescent probe for label-free selective and sensitive detection of Cu2+ and Fe3+ ions; the limits of detection were as low as 0.5 nM and 1.0 nM, respectively. By using sodium hexametaphosphate (SHPP) as a masking agent of Fe3+, Cu2+ was exclusively detected in the presence of Fe3+ ions. Cu2+ and Fe3+ ions in real water samples were also detected successfully. This exceptional fluorescent performance makes the probes based on F-g-C3N4 dots attractive for highly sensitive detection of Cu2+ and Fe3+ ions in real water.

Carbon-stabilized Fe/Fe₃C nanoparticles with excellent adsorption capacity for dyes were fabricated through a facile in situ synthetic strategy.

1D Ag@AgVO₃nanowire/graphene/protonated g-C₃N₄nanosheet heterojunctions were fabricated and applied as an efficient photocatalyst for organic pollutant degradation.