由于驱动力较弱，导致氮化碳材料面临着缓慢的激子解离动力学、电荷转移/分离现象，显著抑制了氮化碳的光催化活性。有鉴于此，深圳大学米宏伟等报道了一系列基于庚嗪环（heptazine）结构的掺K⁺氮化碳，其中通过控制K⁺从表面向体相的扩散过程，K⁺得以实现浓度上的梯度变化。该K⁺掺杂材料的可见光催化制氢反应活性显著改善。

本文要点：

（1）

通过K+离子浓度梯度建立了内建电场BIEF，这种K⁺和CN官能团之间形成内建电场，显著改善了激子解离形成电子和空穴，有效促进了光生载流子的分离和体相至催化剂界面之间的传输。

（2）

优化内建电场的K、CN修饰氮化碳展示了34倍可见光催化制氢反应活性改善，这种基于扩散调控固相反应，通过构建浓度梯度产生内建电场的效应能够用于其他光催化剂体系。

参考文献

Guoqiang Zhang, Yangsen Xu, Dafeng Yan, Chuanxin He, Yongliang Li, Xiangzhong Ren, Peixin Zhang, and Hongwei Mi*, Construction of K+ Ion Gradient in Crystalline Carbon Nitride to Accelerate Exciton Dissociation and Charge Separation for Visible Light H₂ Production, ACS Catal. 2021, 11, 6995–7005

DOI: 10.1021/acscatal.1c00739

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c00739