S掺杂g-C₃N₄光催化剂

析氢速率提升28倍

通过硫原子占据氮位，将g-C₃N₄的析氢活性提升至同类最优之一，同时保持超薄纳米片结构。

王海涛 · Lianglang, Yu · Jiang, Jizhou · Arramel, · 邹菁

Acta Physico - Chimica Sinica 2024

具体参数

析氢速率

{'zh': '4923', 'en': '4923'} μmol·g⁻¹·h⁻¹

表观量子效率

{'zh': '3.64', 'en': '3.64'} %

纳米片厚度

{'zh': '2.5', 'en': '2.5'} nm

氢吸附自由能

{'zh': '0.26', 'en': '0.26'} eV

技术优势

析氢速率28倍提升

S掺杂优化了氢吸附自由能（ΔGH*≈0.26 eV），加速了H中间体的吸附与脱附，从而大幅提升析氢速率。

量子效率3.64%

在可见光照射下，该催化剂表现出3.64%的表观量子效率，证明其光子利用效率较高。

超薄纳米片结构

厚度约2.5 nm的超薄结构暴露更多活性位点，缩短载流子迁移距离，有利于表面反应。

应用场景

• 光催化水分解：利用该催化剂在可见光下高效分解水，替代贵金属基催化剂。
• 光催化析氢：作为析氢光催化剂，直接用于产氢实验或器件。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用，将太阳能转化为氢能。
• 有机污染物光降解：利用其光生载流子降解水中有机污染物。