近日，本团队在化学与环境领域国际顶级期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》(IF: 22.1)在线发表了题为“Salt-assisted construction of hydrophilic carbon nitride photocatalysts with abundant water molecular adsorption sites for efficient hydrogen production”的研究性论文。本文是我团队在构建高效光催化剂分解水制氢领域中取得的又一创新性成果。

图1. 光催化剂制备的流程图

非金属聚合物氮化碳因其具有前驱体来源广泛、制备方法简单、环境友好、光化学稳定性高、且能带结构适合光催化产氢等优点而在光催化分解水领域得到了广泛的持续性研究。然而体相氮化碳材料由于其表面较为惰性，在水中表现出较差的分散性，限制了其光催化分解水制氢的量子效率。在本研究中，通过盐辅助加热工艺成功合成了亲水性氮化碳（HCN），提高的材料对水分子的吸附能力并为光催化产氢反应提供额外的活性位点。与此同时，钾离子的掺杂和材料尺寸的减小大大增强了HCN的电荷转移和分离能力。HCN具有高效的光催化分解水产氢的活性，产氢的速率可达392μmol·g·h^-1，是体相氮化碳的16倍。理论计算也表明盐辅助合成同时增强了催化剂对水分子的吸附能力以及电荷分离能力。因此，盐辅助合成法为构建高效的光催化体系开辟了一条独特的途径。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.123902