近日，我院车慧楠博士在非金属氮化碳（g-C₃N₄）能带结构、层厚度、缺陷及比表面积精准调控实现高效光催化分解水制氢方面的研究取得重要进展，相关工作在《Chemical Engineering Journal》杂志上发表题“Control of energy band, layer structure and vacancy defect of graphitic carbon nitride by intercalated hydrogen bond effect of NO₃^- toward improving performance”的文章（Chem. Eng. J. 2019, 357: 209-219, IF = 8.355），目前该论文已成为ESI热点论文和高被引论文。

众所周知，目前对半导体光催化剂的结构、能带、缺陷、比表面积等进行有效调控是实现高效光催化分解水制氢的有效策略。然而，如何实现同时对半导体光催化剂的能带结构、缺陷结构及比表面积等进行精准调控仍具有巨大的挑战性。在该研究工作中，首次利用硝酸根离子（NO₃^-）的插层氢键效应制备了超薄氮化碳（ug-C₃N₄），通过调控NO₃^-离子插入g-C₃N₄层间的浓度，同时实现对g-C₃N₄片层厚度、能带结构、比表面积及缺陷结构的精准调控。与体相氮化碳（bg-C₃N₄）相比，ug-C₃N₄不但具有更大的比表面积、更丰富的活性位点及更高的光生载流子传输和分离效率，而且具有合适的能带结构，更有利于电子与质子（H⁺）发生还原反应产生氢气（H₂）。该工作为后续半导体光催化剂的定向设计和可控制备特别是微观化学结构和能带结构的精准调控奠定了一定理论基础。

原文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894718318291

（绿色化工研究院）