4-氨基-1H-咪唑-5-甲腈修饰供体-受体型氮化碳光催化剂的构建及其高效光催化产氢研究

摘要

太阳能驱动光催化水分解制氢被认为是解决能源危机和环境污染问题最有前景的策略之一。光催化剂的电子性质和能带结构的调控对于提高电荷分离效率和产氢活性至关重要。基于此，本文通过将4-氨基-1H-咪唑-5-甲腈（AICN）引入氮化碳（CN）的分子骨架中，制备了基于供体-受体修饰的氮化碳共聚物。CN中掺入电子供体AICN单元可以拓宽π共轭体系并促进电子和空穴在空间上的分离，从而增强了光利用率并且提高了分子内电荷载流子传输速率。因此，AICN修饰的CN样品表现出更高的光催化产氢速率，最佳光催化活性可达3204μmol·h^-1·g^-1。这项分子工程策略为开发高性能的氮化碳基产氢光催化剂提供了一条有效途径。

关键词

氮化碳 / 供体-受体 / 分子修饰 / 电荷转移 / 产氢

基金资助

国家重点研发计划项目(2022YFE0114800);; 国家自然科学基金项目(22278324,52073223);; 江西省“双千”人才培养计划项目(jxsq2023102141)的支持