构建共价三嗪框架/氮掺杂碳包覆氧化亚铜S型异质结促进光催化制氢

摘要

开发用于制氢的高效光催化剂在可持续能源研究中至关重要。本研究设计并制备了一种具有S型异质结结构的共价三嗪框架（CTF）-Cu₂O@NC复合材料，旨在提高光催化制氢的效率。由于氮掺杂碳（NC）层和S型异质结的协同效应，复合物的光吸收能力、电子-空穴分离效率和产氢活性显著增强。该系统的结构和光电化学表征表明，S型异质结不仅提高了光生载流子的分离效率，而且还保持了很强的氧化还原能力，从而进一步促进了光催化反应。此外，NC层可以同时减少Cu₂O的光腐蚀并促进电子转移。实验结果表明，CTF-7%Cu₂O@NC复合材料在可见光照射下表现出优异的制氢性能，达到15645μmol·g^-1·h^-1，大大超过了纯CTF的光催化活性(2673μmol·g^-1·h^-1)。这项研究为开发高效、创新的光催化材料提供了一种新方法，有力地支持了可持续氢能源的发展。

关键词

光催化制氢 / Cu₂O@NC / 共价三嗪框架（CTF） / S型异质结 / 氮掺杂碳

基金资助

国家自然科学基金(22378148,21975084,2230082074);; 广东省自然科学基金(2024A1515012433)资助项目