在这项研究中报告了通过非金属掺杂调节氮化碳能级的电势。制氢效率达到13.92 mmol/g/h。非金属修饰诱导在体相氮化碳中均匀分布的HOMO和LUMO能级空间分离,这导致了定向电荷转移,并进一步提高了载流子分离效率。此外,由于p带中心的向下移动,N和H+之间的吸附强度降低。BOCN的ΔGH*为-1.44 eV,而体CN为-1.92 eV。有利的吸附/解吸平衡极大地促进了氢气的产生。在这项研究中,通过结合理论计算和实验表征来研究光生载流子转移过程,以揭示光催化反应机理。(文末附原文链接)
用传统热聚合法制备的块状g-CN比表面积小,导致光生载流子易于复合,光吸收范围狭窄,从而显著限制了其光催化性能。因此,研究人员探索了多种策略来克服g-CN的这些缺点,包括元素掺杂、缺陷工程、构建异质结和纳米结构设计。在这些方法中,g-CN的纳米结构设计是提升光催化性能的有效技术。在纳米尺度上设计材料结构可以显著增大材料的比表面积,创造更多的活性位点,并改善入射光生载流子的分离和迁移能力。
江苏大学吴官瑜老师为该论文的第一作者,主要研究利用光能驱动化学反应,探索高效、稳定的光催化剂及其在空气净化、水处理、能源转化、有机合成等领域的应用。
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