近日,我院许晖教授在《Nano Material Science》(SCI一区,IF = 12.6)上发表最新研究论文“Rational design of donor-acceptor structured tubular carbon nitride modulates charge distribution for photocatalytic hydrogen evolution”。江苏大学为该论文第一完成单位,本院研究生王秋恒和吴官瑜为共同第一作者,本院教师许晖教授以及材料学院教师莫曌老师为共同通讯作者。
氢气是解决能源危机和环境问题的新型能源之一。光催化技术由于其绿色无污染等优势,在产氢和降解污染物等领域倍受关注。其中可见光利用率低和光生载流子复合率高等问题仍有待提高。所以开发高效的新光催化剂是提升光催化产氢效率的关键。研究发现,提升氮化碳光催化性能的策略不仅包括元素掺杂,还可以通过构建D-A结构,优化光催化剂的电子结构来实现。

图1 BZ-TCN的制备流程图
该文将不同比例的2-巯基苯并噻唑与三聚氰胺混合在一起,合成了2-巯基苯并噻唑嫁接的管状氮化碳,揭示了D-A结构在光催化产氢反应中的关键作用。最终,BZ0.1-TCN的产氢速率高达19.0 mmol g-1,是TCN的2倍。

图2 BZ-TCN的产氢性能图

图3 BZ-TCN的差分电荷密度图以及氢吸附能力图
本研究为D-A结构在光催化产氢体系中提供了新的见解,
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589965125000297