束缚态电子与光致变色高结晶C₃N₅纳米片的协同作用增强了光催化H₂生产的电荷分离

光催化水分解是一种可持续能源策略，利用太阳能生产清洁的氢燃料。虽然它为全球能源危机和环境污染提供了一个有希望的解决方案，但光生电子空穴对的缓慢动力学导致大多数半导体材料的活性较低，即使使用牺牲剂也是如此。为此，整合电子陷阱和反应中心可能是增强电荷分离和催化性能的可行策略。

在新的研究中，江苏科技大学和浙江海洋大学的研究人员通过碱钾盐辅助熔盐法合成了高结晶度富氮氮化碳纳米片光催化剂，促进了光催化产氢。

“我们阐明了束缚态电子​​在拓宽吸收光谱和产生光生电荷中的作用，并验证了氰化物基团诱导的电子迁移路径，协调了光激发电子从非束缚态到束缚态的转变，”共同通讯作者李世杰说道。

该团队合成了性能卓越的高度结晶的C3N5(HC-C3N5 )纳米片作为光催化剂，其 ae 氢释放速率为 3.01 mmol h-1 g-1，是块体C3N5(B - C3N5)的3.27倍。

“实验和理论分析表明，HC-C3N5纳米片表现出宏观的光诱导颜色变化，有效拓宽了吸收光谱，并显著增强了激子的产生，”施伟龙解释道。

值得注意的是，该团队发现了潜在的电子捕获位点，这有助于理解复杂的反应动力学，加强光催化产氢过程中的电荷分离动力学。

研究人员在科爱期刊《先进粉末材料》上发表了他们的研究成果。

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