有效利用近红外 (NIR) 光进行光催化制氢对于太阳能氢能和氢医学都至关重要。聚合物氮化碳(PCN)由于其高的光催化活性和高的生物相容性，在光催化能源和生物医学领域受到越来越多的关注。为了提高PCN的光催化效果和扩大其应用范围，通常将PCN与缺陷或碳等非金属杂原子结合，以将其光捕获范围从可见光窗口扩大到近红外窗口。

有鉴于此，深圳大学何前军教授和深圳大学苏陈良教授等人，提出了一种盐模板诱导均匀掺入的策略，以合成一种新型的碳/钾掺杂庚嗪基红色聚合物氮化碳（RPCN）。

本文要点

1）通过使用结构类似的三聚氰胺 (C₃H₆N₆) 前体和固体 KCl掺杂剂，实现了 NIR 活性炭/钾掺杂的红色聚合氮化碳 (RPCN)。与传统的PCN和其他红色碳基光催化剂相比，合成的RPCN表现出窄带隙和强 NIR 吸收。

2）碳和钾的均匀和高掺入显着缩小了氮化碳的带隙 (1.7 eV)，并赋予了 RPCN 在 NIR 照射下以 140 µmol h^-1 g^-1的速率从水中析出 H₂ 的高 NIR 光催化活性(700 nm ≤ λ ≤ 780 nm)，在 700 ± 10 nm 处的表观量子效率高达 0.84%（在 500 ± 10 nm 处为 13%）。

3）在荷瘤小鼠模型上进行的概念验证实验证实，RPCN 能够进行瘤内近红外光催化制氢和同时去除谷胱甘肽，从而实现安全高效的无药物癌症治疗。

总之，该工作为设计高效的光催化剂以捕获全光谱太阳能提供了思路，也为开发用于氢治疗主要疾病的近红外光催化剂开辟了新途径。

参考文献：

Yangsen Xu et al. Homogeneous Carbon/Potassium-Incorporation Strategy for Synthesizing Red Polymeric Carbon Nitride Capable of Near-Infrared Photocatalytic H₂ Production. Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202101455

https://doi.org/10.1002/adma.202101455