超分子配合物修饰g-C₃N₄光催化剂

析氢速率提升278倍

通过手性超分子自组装引入自旋极化和钯活性位点，同时加快电荷分离和表面还原，突破传统g-C₃N₄的效率瓶颈。

周小松 · 罗金 · 宁小媚 · 范旭良 · Zhou, Xunfu · Xiaoqin, Zhou

Journal of Colloid and Interface Science 2024

具体参数

光催化析氢速率

{'zh': '1085', 'en': '1085'} μmol g⁻¹ h⁻¹

技术优势

析氢速率飙升278倍

R-TAP-Pd(II)超分子修饰不仅抑制复合，还提供催化位点，使g-C₃N₄的可见光析氢速率从约3.9提升至1085 μmol g⁻¹ h⁻¹。

自旋极化抑制复合

手性R-TAP-Pd(II)分子产生自旋极化，有效分离光生电子和空穴，延长载流子寿命，这在光谱和光电化学测试中得到证实。

Pd原子本身就是活性位点

原位XPS和电化学测试表明，R-TAP-Pd(II)中的Pd(II)离子直接作为产氢的催化中心，加速表面还原过程。

应用场景

• 光催化析氢：用可见光将水转化为氢气，无需电能或高纯水，适用于分布式太阳能制氢场景。
• 光催化剂设计：通过手性超分子自组装同时引入自旋极化和单原子活性位点，为多功能光催化剂设计提供新思路。
• 可见光光催化：利用可见光驱动g-C₃N₄高效产氢，克服紫外光局限，提高对太阳光谱的利用率。
• 绿氢制备：仅需水和太阳光，无碳排放，为绿氢生产提供一种非贵金属大量掺杂的廉价路径。