郭新立等在非晶氮化碳半导体光催化剂领域取得重要进展

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近日，东南大学材料科学与工程学院研究团队在非晶氮化碳(ACN)半导体光催化剂领域取得重要进展，相关成果于4月8日以“Plasma-Induced Hierarchical Amorphous Carbon Nitride Nanostructure with Two N2C-Site Vacancies for Photocatalytic H2O2 Production（等离子体诱导用于光催化产H2O2的双N2C空位分级ACN纳米结构）”为题发表在国际催化权威期刊Applied Catalysis B: Environmental (影响因子:19.503) （doi：10.1016/j.apcatb.2022.121372）。

        论文采用等离子体技术合成了具有双N2C空位的分级ACN纳米结构，并将其用于光催化产H2O2，独特的分级纳米片网络结构可以有效抑制ACN中纳米片的团聚， 而ACN可以有效抑制纳米片强量子限域效应引起的带隙变宽。通过实验和理论计算相结合，确定了等离子诱导分级ACN纳米结构中N空位的含量和位置，同时，系统研究了其在光催化产H2O2的应用及其光催化性能增强机制，证明ACN中一个单元环含双N2C位空位，非晶转变产生新的强带尾，显著增强ACN的吸收边至~593 nm。此外，电子会在N空位处聚集，一方面，ACN中原始结构和非晶结构之间的界面会引起电位降，从而形成内建电场，促进载流子迁移，另一方面，N空位产生丰富的不饱和位点，产生一定的富电子区域，有利于O2的吸附。研究结果对光催化H2O2的生产具有重要的指导意义，也为实现氮化碳在光催化领域的广泛应用提供了新的途径。
         该论文第一作者是材料科学与工程学院博士生郑燕梅，郭新立教授为通讯作者，东南大学为唯一单位。


        文章来源：东南大学
        郭新立，东南大学教授。研究主要包括石墨烯及其复合材料，纳米粒子，氧化物薄膜和与扫描探针显微镜相关的表面科学和纳米技术。在Nanotechnology，physical review letters，Applied physics letters，Physical review Ｂ等杂志上发表论文80多篇，中英文专著各一章，国家发明专利授权两项。