我院宋相海助理研究员以第一作者身份，在化学一区Top期刊Applied catalysis B: Environmental发表题为“Fabricating C and O co-doped carbon nitride with intramolecular donor-acceptor systems for efficient photoreduction of CO₂ to CO”的文章（Appl. Catal., B 2020, 268, 118736）。合作者包括我校霍鹏伟教授和闫永胜教授等人。

在光能驱动下利用催化剂将CO₂转化为碳氢燃料是缓解日益严重的环境问题和能源危机的理想的方案。现有光催化材料在光能利用效率、光生电子-空穴分离效率等方面仍需较大的提升。在这项工作中，作者通过碳和氧元素共掺杂的方法，将独特的供体-受体（D-A）结构引入到氮化碳的聚合网络中，开发了一种的高效光催化材料（OCCN_x）。该材料中含氧元素的结构和含碳元素的结构分别作为供体和受体部分。D-A体系的生成在催化材料OCCN_x内提供了一种新的电荷跃迁模式，材料的带隙由2.74 eV降至2.03 eV，显著拓展了材料的可见光吸收范围。同时，D-A体系显著提升了光生载流子的离域能力，降低了电子-空穴的复合速率，延长了载流子的寿命。这些光电性能的提升明显促进了催化材料光催化活性的提高。OCCN_0.25表现出最好的CO₂还原活性，4 h内CO的产率可达到34.97 μmol g ⁻¹，是体相氮化碳的4.3倍。该反应在水中进行，无需添加任何助催化剂和牺牲剂，绿色环保。另外，对反映过程进行了DFT模拟，模拟结果和实验结果相吻合，并根据模拟的结果给出了可能的反应机理。

本研究受到国家自然科学基金（21776117，21908080），中国博士后科学基金（2019M651728），江苏省自然科学基金（BK20180884）的资助。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092633732030151X