北工大郑坤教授团队ACS Catalysis: 设计N空位和CoOₓ原子团簇协同修饰的氮化碳用于纯水中高效光催化合成H₂O₂

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第一作者：侯继祥，王凯文 通讯作者：张旭，郑坤 通讯单位：北京工业大学 固体微结构与性能北京市重点实验室 论文DOI：10.1021/acscatal.4c00334 全文速览 光生载流子复合严重，以及表面反应效率较低，是目前发展的光催化剂仍然面临的两大挑战。本文提出了一种由N空位和CoO x 原子团簇协同修饰的聚合物氮化碳(CoO x -NvCN)，用于在纯水中高效光催化合成H 2 O 2 。在可见光照下，CoO x -NvCN的光催化H 2 O 2 产率达到244.8 μmol L -1 h -1 ，在420 nm处的表观量子产率(AQY)为5.73%，太阳能-化学能转换效率(SCC)为0.47%，超过目前报道的大多数氮化碳基光催化剂。系统性的实验和理论计算结果表明，N空位的引入极大地优化了氮化碳基底的光电响应特性，提高了光生载流子分离效率；CoO x 原子团簇作为高活性和高选择性的反应中心，促进了O 2 的吸附和活化，降低了关键中间 ………………………………