氮硫共掺杂g-C₃N₄

光催化析氢速率破纪录

通过理论预测的氮硫共掺杂策略，在g-C₃N₄中引入高效析氢活性位点并优化电子结构，显著提升光催化产氢性能。

王海涛 · Lianglang, Yu · Peng, Jiahe · 邹菁 · Jiang, Jizhou

Journal of Materials Science and Technology 2025

具体参数

光催化析氢速率

{'zh': '8269.9', 'en': '8269.9'} µmol g⁻¹ h⁻¹

表观量子效率（AQE）

{'zh': '3.24', 'en': '3.24'} %

吸附氢吉布斯自由能（ΔG_H*）

{'zh': '0.01', 'en': '0.01'} eV

技术优势

析氢活性位点高效

氮掺杂位点的吸附氢吉布斯自由能低至0.01 eV，接近理想值，动力学上有利于氢的吸附和脱附。

光吸收利用更充分

共掺杂引入了掺杂能级，减小了带隙，从而提高了对可见光的吸收能力。

载流子传输更高效

飞秒瞬态吸收光谱证实了光生载流子的高效传输，有利于电荷分离，减少复合。

应用场景

• 光催化水分解：高效分解水产生氢气和氧气，为绿色能源转换提供方案。
• 光催化制氢：以高活性位点提升产氢速率，降低氢气生产成本。
• 非金属光催化剂：避免金属使用，降低成本和环境负担，适用于可持续光催化。
• 清洁能源材料：推动太阳能到氢能的清洁转化，助力碳中和能源体系。