富氮空位C₃N₄纳米片

产氢活性6.1倍

通过重构离域π电子结构并引入氮空位，显著增强可见光光催化析氢性能。

熊锦华 · Huolian, Xie · Shanshan, Zhang · 郭芳松

Applied Surface Science 2024

具体参数

光催化析氢活性（相对C₃N₄-NS-PN）

{'zh': '1.8', 'en': '1.8'} ×

光催化析氢活性（相对块体C₃N₄）

{'zh': '6.1', 'en': '6.1'} ×

技术优势

析氢活性是块体的6.1倍

通过同时调控离域π电子结构和氮空位，电荷分离与表面反应更高效，光解水制氢速率大幅提升。

可见光驱动

材料本征带隙响应可见光，无需贵金属或外场即可利用太阳光产氢。

π电子离域增强

去除NHx并引入氮空位后，共轭平面内的π电子离域扩展，有利于光生载流子分离和传输。

制备简单

通过简便的后热处理即可制得，无需复杂设备或苛刻条件，适合实验室批量制备。

应用场景

• 光催化析氢：直接用作光催化剂，在光照下分解水制氢，替换贵金属基催化剂。
• 可见光光催化：利用太阳光中的可见光部分驱动反应，提高太阳能利用效率。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用，将光能转化为化学能，实现绿色燃料合成。
• 氢能：提供低成本、可持续的氢燃料生产途径，助力氢能经济。