氟氮共掺杂碳光催化剂

光照下高效产超氧自由基

通过氟氮协同掺杂在无定形碳中建立强内建电场，显著促进电荷分离，实现醛类的高效光催化氧化。

Wei, Yangjin · Zhang, Ning · Yeqiu, Zhao · 李一鸣 · 王庆伟 · 柴立元 · Antonietti, Markus · 张立源

Advanced Materials 2026

参数信息

醛氧化产率

87%-99% %

表观量子产率

1.78 %

太阳能-化学转化效率

0.37 %

激子结合能

14.60 meV

光生电子弛豫时间

3.98 ps

载流子寿命

3.93 ns

技术优势

超氧自由基生成更快

F/N共掺杂降低了超氧自由基生成的能垒，同时表面光电压测试表明内建电场增强，加速电子-空穴分离。

电荷分离效率高

激子结合能仅14.60 meV，光生电子弛豫时间3.98 ps，载流子寿命3.93 ns，促进电子-空穴对有效分离。

醛氧化范围宽

22种醛底物光催化氧化产率87%-99%，表现出良好的底物适用性。

应用场景

• 光催化有机合成：用可见光驱动醛氧化合成高值产物，替代贵金属光敏剂。
• 无金属光催化剂：无金属、低成本，避免重金属残留和毒性。
• 太阳能燃料转化：直接将太阳能转化为化学能，可用于生产精细化学品。
• 活性氧物种生成：高效生成超氧自由基，用于选择性氧化反应。