利用半导体光催化剂（如石墨化氮化碳、C₃N₄）制H₂O₂已被认为是一种小规模分散式H₂O₂生产的替代方法。然而，原始C₃N₄光催化剂的效率仍然受到光吸收范围窄和电荷快速复合的严重限制。

近日，大连理工大学全燮教授报道了一种简单的方法，通过在C₃N₄上引入碱金属掺杂剂和N空位来同时增强光吸收和促进电荷分离。

文章要点

1）碱金属掺杂剂和N缺陷的引入成功地拓宽了光吸收范围，将带隙从2.85 eV减小到2.63 eV，并极大地抑制了电荷复合。

2）掺杂和缺陷的协同作用提高了C₃N₄光催化性能，H₂O₂产率为10.2 mmol/h/g，是原始C₃N₄的89.5倍。

这项工作不仅揭示了可同时控制光吸收和电荷分离过程的掺杂和缺陷的协同效应，而且为进一步开发更高效的合成H₂O₂的光催化剂提供了指导。

Shuai Wu, et al, Enhanced Photocatalytic H₂O₂ Production over Carbon Nitride by Doping and Defect Engineering, ACS Catal. 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c03359

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c03359