Materials Today：内电场诱导的氮化碳光催化剂光生载流子空间富集用于增强光催化水分解

Nanoyu

2022-07-31

光催化水分解是将可持续太阳能转化为化学能的一种经济有效的方法。在各种光催化体系中，耦合出H₂和O₂的光催化剂被广泛用于光催化水裂解。然而，由于表面电子和表面空穴之间的空间距离很近，这种异质材料很容易催化不必要的反反应，限制了太阳能的转换效率。

近日，海南大学Yunzhi Fu，清华大学朱永法教授，Yan Guo提出了一种具有富电子区和富空穴区的新型氮化碳均质结。

文章要点

1）控制了聚合过程中的相偏析，调控了聚合过程中Re-CNN区域和Ox-CNN区域的宏观分离。在界面IEF的驱动下，光生电子和空穴在Re-CNN和Ox-CNN区域选择性富集，分别促进析氢和析氧反应（HER和OER）。

2）研究人员成功构建了空间分离的富电子区域和空穴富集区，以避免水分解的反向反应。Re-CNN/CNN/Ox-CNN同质结的光催化析氢速率为1270.53 μmol h^-1（127.05 mmol h-1 g-1），光催化析氧速率为36.01μmol h^-1 (3.60 mmol h-1 g-1)，AQY在420 nm波长处为35.81%。同时，整体水分解的太阳能-氢能效率提高到0.14%。

参考文献

Carbon nitride photocatalyst with internal electric field induced photogenerated carriers spatial enrichment for enhanced photocatalytic water splitting, Materials Today (2022),

DOI: 10.1016/j.mattod.2022.06.009

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2022.06.009