石墨烯状碳助催化剂

无铂亦高活性

全碳基设计，无需贵金属，石墨烯状碳与氮化碳纳米管结合实现高效电荷分离与析氢。

何芳 · 钟鸿 · Wang, Meng · Hubo, Yuan · 王振兴 · Peng, Shaoqin Qing · 李越湘

International Journal of Hydrogen Energy 2023

具体参数

光催化产氢速率

{'zh': '2345', 'en': '2345'} μmol h−1 g−1

产氢速率提升倍数（无 Pt）

{'zh': '12.75', 'en': '12.75'}

产氢速率提升倍数（含 Pt）

{'zh': '1.52', 'en': '1.52'}

技术优势

无铂高活性

不负载铂时，0.5 wt% CG/M-CN 的产氢速率是 M-CN 的 12.75 倍，证明石墨烯状碳本身即可作为高效的析氢助催化剂。

同时是电子受体

石墨烯状碳纳米片作为电子受体，促进电荷分离，减少复合，同时作为析氢反应活性位点。

制备简便

采用熔盐热缩合法，以葡萄糖和三聚氰胺为原料，一步构建矩形纳米管异质结构，无需复杂模板。

应用场景

• 光催化析氢：用于光解水制氢，替代贵金属铂助催化剂，降低成本。
• 无金属光催化剂：全碳组分避免金属污染，适用于对金属敏感的反应体系。
• 析氢助催化剂：作为析氢助催化剂，提升电荷分离效率，提供丰富活性位点。
• 碳纳米材料：利用石墨烯状碳纳米片的导电性和大比表面积，促进电子传输。
• 类石墨烯材料：类石墨烯碳结构赋予优异电子传导能力，增强光生载流子分离。