江苏大学莫曌和许晖等学者携手攻克研究难题，成果登上Applied Catalysis B: Environmental（IF=22）！
论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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Applied Catalysis B: Environmental
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Simultaneously tuning electronic reaction pathway and photoactivity of P, O modified cyano-rich carbon nitride enhances the photosynthesis of H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>
Sun P.; Chen Z.; Zhang J.; Wu G.; Song Y.; Miao Z.; Zhong K.; Huang L.; Mo Z.; Xu H.
Published：2024-03-01
DOI：10.1016/j.apcatb.2023.123337
研究背景
在当今社会，水污染和能源短缺问题日益严重，因此研究高效的水处理方法和清洁能源技术变得非常重要。其中，光催化技术是一种环保、高效的水处理方法，可以利用太阳能将水分解成氢气和氧气，从而实现清洁能源的生产。然而，目前的光催化技术存在一些问题，如光活性低和氧还原反应（ORR）选择性差等，这些问题限制了光催化产生H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>的效率和产量。
研究内容
为了解决以上问题，研究人员合成了一种P、O改性的富氰基碳氮化物（CNOP），并对其进行了光催化产生H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>的研究。结果表明，CNOP具有优异的光活性和2e<sup>-</sup> ORR选择性（40% vs. 90%），同时还能调节电子反应途径，从而实现高效产生H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>。在可见光下，CNOP的表现是CN的17倍，并且即使波长达到550 nm时，仍然保持着高产H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>的能力（98.8 μΜ h<sup>−1</sup>）。此外，DFT计算表明，CNOP不仅有助于O<sub>2</sub>吸附，还大大降低了关键中间体（OOH*）的产生能垒。
研究意义
该研究提供了一种简单的方法，可以同时调节光活性、2e<sup>-</sup> ORR选择性和电子反应途径，从而实现高效产生H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>。这种方法为解决水污染和能源短缺问题提供了新思路，并为光催化技术的发展提供了重要的参考。
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