氮化碳材料的共价半导体是实现“人工光合作用”最具潜力的材料体系，人工光合作用利用材料将阳光能源，用于水分解为其氢气和氧气，或者将CO2转化为高附加值化学品。但是，目前人们对于表面相互作用和电子结构在人工光合作用在反应机理过程中的作用机理仍不明确。
有鉴于此，马克思·普朗克胶体与界面研究所Paolo Giusto等使用原位光谱技术，监测人工光合条件的氮化碳材料表面相互作用。
本文要点：
（1）
研究发现，水的吸附和光照导致表面电子密度发生改变，因此激活光催化剂，启动水分解反应过程。
（2）
这项研究结果揭示了光催化机理的关键过程，表明机理通过质子耦合电子转移过程，而且为设计效率更好的人工光合作用光催化剂提供了关键信息。
参考文献
Cruz, D., Żółtowska, S., Savateev, O. et al. Carbon nitride caught in the act of artificial photosynthesis. Nat Commun 16, 374 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-024-55518-x
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55518-x
