利用氮化碳(g-C3N4)进行人工光合作用对于可持续且经济高效的H2O2生产具有重要意义,但高载流子复合率阻碍了其效率。
为了应对这一挑战,近日,重庆大学Fei Chen,中科大Han-Qing Yu提出了一种创新的方法,涉及多物种碘介体(I−/I3−),通过在g-C3N4框架内使用碘化钾(疑似变质的“KI”)的预光氧化过程来嵌入。此外,引入一个外电场,通过引入阳离子甲基紫精离子来建立辅助电子转移通道。
文章要点
1)独特的设计极大地改善了光生载流子的分离,在可见光照射下实现了令人印象深刻的 46.40 mmol g−1 h−1 的 H2O2 生成率,超过了大多数可见光 H2O2 生成系统。
2)结合各种先进的表征技术阐明了内在的光催化机理,并通过各种模拟场景验证了该光催化系统的应用潜力。
这项工作为制备和应用高效 g-C3N4 基催化剂进行光化学 H2O2 生产提出了有意义的策略。
参考文献
Bai, CW., Liu, LL., Chen, JJ. et al. Circumventing bottlenecks in H2O2 photosynthesis over carbon nitride with iodine redox chemistry and electric field effects. Nat Commun 15, 4718 (2024).
DOI:10.1038/s41467-024-49046-x
https://doi.org/10.1038/s41467-024-49046-x