Adv Mater：氮缺陷修饰In单原子光催化氧化

纳米技术

2024-05-12

通过光生空穴进行可见光催化氧化反应目前发展了许多环境修复的应用。目前人们主要关注基于电子进行的光催化还原反应，但是空穴具有显著的氧化能力，能够降解有机污染物并且生成无毒性的副产物。随机性的电荷转移以及电子-空穴的快速复合阻碍长寿命空穴在反应中心的累积。

有鉴于此，新加坡国立大学Rajasekhar Balasubramanian等基于缺陷工程化构筑In单原子光催化剂，构筑的缺陷型In单原子分散在氮化碳泡沫中（命名为In-N_v-CNF），从而克服了光催化剂的空穴挑战，有助于光催化剂的发展。

主要内容

（1）

通过氮缺陷（N_v）工程显著提高光生空穴的寿命，增加In-N_v-CNF光生空穴的浓度，这种光催化剂比CN对比光催化剂的光氧化降解效率提高50倍。在可见光照射作用降解四环素和环丙沙星两种常用的抗生素。In-N_v-CNF处理含有污染物的水表现毒性完全消除。

（2）

通过实验和理论计算研究和验证，建立了N_v缺陷和长寿命空穴积累的结构-性能关系。这项工作展示说明空穴位点能够高效的进行光催化反应。

参考文献

Jingjing Zhang, Xuan Yang, Guofang Xu, Biswal Basanta Kumar, Rajasekhar Balasubramanian, Accumulation of Long-Lived Photogenerated Holes at Indium Single Atom Catalysts via Two Coordinate Nitrogen Vacancy Defect Engineering for Enhanced Photocatalytic Oxidation, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202309205

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202309205