从极其丰富的海水资源中光催化析氢(PHE)是人类获得可持续氢气的理想途径，但海水中的盐水容易竞争性地吸收活性位点并对催化剂产生毒害。氮化碳(CN)聚合物是最理想的光催化材料，其表面结构和电子性质可用无机和有机合成方法进行调整，这为氮化碳(CN)利用海水中的盐和提高其光催化性能提供了很大的机会。
有鉴于此，中国石油大学吴明铂教授、吴文婷教授等人，选择了一系列低成本的碱金属卤化物（NaI，KI，RbI，CsI，CsBr和CsCl），类似于天然海水中的盐水，通过一步热解法对氮化碳(MX-CN)进行改性。
本文要点
1）选择了碱金属卤化盐(无机方法，类似于天然海水中的盐水)来借助少量水通过简便的一步煅烧来改性石墨相CN。该方法同时修饰具有更多羟基和较大负电荷的表面结构（聚（庚嗪酰亚胺）（PHI））晶体相，从而改善了CN本身的亲水性和电子转移性能。
2）MX-CN具有大量的负电荷，可以在一定程度上抑制阴离子的吸附，从而防止氯离子的腐蚀。重要的是，它可以极大地促进MX-CN与三乙醇胺（TEOA）（牺牲剂）之间的电子转移，因为海水中的碱性阳离子可以与TEOA配位，并且可以通过碱-阳离子交换和静电吸引作用轻松地与MX-CN接触。
3）得益于此，在海水中PHE的性能比原来的CN在以上去离子水中的性能好200倍，而MX-CN（CsI-CN）在420 nm光辐照下的表观量子效率在海水中达到72％，迄今为止报道的在海水中最高的。
总之，该工作为设计天然海水中光催化剂与牺牲剂（例如污染物）之间的电子转移途径提供了新的研究方向。
参考文献：
Wenming Xu et al. Alkali Halide Boost of Carbon Nitride for Photocatalytic H2 Evolution in Seawater. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020.
DOI: 10.1021/acsami.0c13060
https://doi.org/10.1021/acsami.0c13060
