迫切需要开发一种有效的单光子激发途径来改善半导体的电荷载流子分离和迁移率，这已被证明对多相催化是有利的，但仍然是一个巨大的挑战。

有鉴于此，湖南大学黄桂芳教授、胡望宇教授和黄维清教授等人，通过构建用于光催化析氢的0D碳点/3D多孔氮化碳纳米囊泡（表示为CDs/PCN NVs）异质结构，报道了一种高通量单光子激发途径。

本文要点

1）首先设计了一种新颖的0D/3D异质结，该异质结具有表面装饰有碳点(CDs)的多孔CN (PCN)纳米囊(简称CDs/PCN NVs)，具有高通量的单光子激发路径，可用于可见光驱动的析氢翻译。由于CN和CD的类似π共轭结构，这些异质结构的构造不仅可以调节CN的能带结构，而且由于宽光谱可见光的多次反射，还可以使更多的电子在宽光谱可见光区域被光激发。入射光进入PCN NVs的多孔结构，到达高通量单光子激发路径。

2）最佳的CD/PCN NVs异质结构表现出令人印象深刻的14.022 mmol h^-1 g^-1的性能，比原始CN高出56.54倍。

3）详细的表征表明，性能的提高主要归因于高通量和单光子激发途径。前者可归因于大量具有高电荷载流子迁移率的CD，与PCN NV耦合，这使更多的电子能够通过广泛的吸收响应被光激发，并且由于多孔纳米囊泡结构载体向表面迁移的路线的缩短，入射光的多次反射也被缩短了。后者将分别导致光诱导的空穴和电子在PCN NV的价带和CD的表面积累，从而实现有效的空间分离。

总之，该工作展示的高通量单光子激发途径可能为各种相关应用的纳米复合材料的发展提供见解。

参考文献：

Bo Li et al. High‐Throughput One‐Photon Excitation Pathway in 0D/3D Heterojunctions for Visible‐Light Driven Hydrogen Evolution. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202100816

https://doi.org/10.1002/adfm.202100816