三元氮化碳同质结

内建电场高十倍

共晶盐辅助热聚合制备的分子级界面三元gCN同质结，形成三重S型能带排列，强化内建电场并分离活性中心，显著加速电荷分离与质子还原。

Yang, Hao · 孙少东 · Jieli, Lyu · Qing, Yang · 崔杰

Chemical Engineering Journal 2024

具体参数

内建电场增强倍数

{'zh': '10', 'en': '10'} 倍

光催化产氢性能

{'zh': '38.9', 'en': '38.9'} 倍

技术优势

内建电场高十倍

组分在共轭平面内的波动导致独特的三重S型能带排列，使内建电场增强超过10倍，为光生电荷分离提供强大驱动力。

产氢快38.9倍

增强的内建电场加速电荷转移与分离，同时降低氢中间体吸附自由能，促进质子还原动力学，使产氢性能达到本征氮化碳的38.9倍。

界面分子级接触

共晶盐辅助热聚合策略在组分间形成分子级接触，促进快速电荷载流子转移和分离，避免传统异质结界面的缺陷和晶格失配。

降低产氢能垒

活性中心分离使氢中间体（H*）的吸附自由能降低，从而促进质子还原动力学，提高产氢效率。

应用场景

• 光催化产氢：提供高效稳定产氢光催化剂，可直接用于光催化产氢反应体系，替代低活性纯氮化碳。
• 太阳能制氢：利用太阳光驱动水分解产氢，推动清洁太阳能燃料的规模化生产与应用。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用实现光能到化学能的高效转化，可用于人工光合作用系统开发。
• 光解水：可直接应用于光催化全解水或半反应产氢，提高太阳能到氢能的转化效率。