磷掺杂氮化碳光催化剂

纯水高效产双氧水

通过引入-C≡N基团和磷杂原子构建空间邻近功能位点，在纯水中平衡质子供需，显著提升光催化产过氧化氢效率。

Liu, Chuanhao · He, Dongyang · Yang, Hao · Zhang, Kangning · Ying, Yang · Sui, Zhang · 张亚男 · 区教

Applied Catalysis B: Environmental 2025

参数信息

H₂O₂生成速率

359.5 μmol g−1 h−1

表观量子效率

17.5 %

太阳能到化学能转换效率

0.56 %

技术优势

质子供需平衡

-C≡N 基团与 P 杂原子空间邻近并协同作用，显著提升氧还原反应局部的质子浓度，匹配其快速动力学。

纯水中高效产 H₂O₂

无需牺牲剂，在纯水中达到 359.5 μmol g⁻¹ h⁻¹ 的生成速率，证明催化体系适用于实际水环境。

高量子效率

在 400 nm 光照下表观量子效率达 17.5%，表明光子利用率高。

应用场景

• 光催化产过氧化氢：纯水中直接光催化合成 H₂O₂，无需牺牲剂，简化分离提纯步骤。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用，利用光能驱动水氧化和氧还原耦合，生产高附加值化学品。
• 氢能全产业链：作为氢能利用的绿色氧化剂生产环节，H₂O₂ 可储存和释放能量。
• 先进可再生能源系统：利用太阳能生产 H₂O₂，是分布式可再生能源储存与转化的潜在途径。