通过光催化方法分解水大规模制备氢气和氧气是有希望的太阳能应用方案，但是目前全分解水材料的开发仍具有较大难度，这是因为很少有能带结构合适的半导体材料能够同时具有合适的能级结构、较小的能带。有鉴于此，福州大学王心晨等报道了一种通过聚合氮化碳和LaOCl半导体通过单光子激发方法进行耦合进行全分解水。该催化剂实现了H₂O全分解为H₂和O₂，并且产生H₂和O₂的速率分别为22.3和10.7 μmol h^-1。

本文要点：

（1）

该光催化效率的值明显高于目前已有的氮化碳材料，作者认为这种显著提高的催化性能是由于分别在LaOCl和氮化碳上分别进行还原和氧化反应，并且通过LaOCl界面修饰产生了界面电场，有效的促进了电荷快速分离、移动过程。本文为设计基于氮化碳的复合结构催化剂通过电荷调控设计用于全分解水的光催化剂提供了经验和范例。

（2）

合成方法。三聚氰胺、La₂O₃在LiCl/KCl中通过Molten盐过程在550 ℃中煅烧3 h。LaOCl具有四方结构，并且在荧光、传感、催化中都得到了较好的应用，这是因为其热稳定性较好、难溶于水。LaOCl具有层状结构，由(LaO)_nⁿ⁺和Cl^-层组成，并产生层间电场，当和氮化碳形成界面，形成整流二极管（rectifier diode）结构，并促进光生电荷分离。

作者介绍

王心晨，1999、2002年分别获福州大学物理化学专业学士和硕士学位，2005年获香港中文大学环境科学专业博士学位。教育部“长江学者”特聘教授、国家“万人计划”科技创新领军人才、国家杰出青年科学基金获得者、“百千万人才工程”国家级人选、国家有突出贡献中青年专家、教育部“新世纪优秀人才支持计划”人选、福建省特支人才“双百计划”人选、“闽江学者”特聘教授、福建省高校百名领军人才，现任福州大学化学学院教授、能源与环境光催化国家重点实验室副主任。主要从事能源和环境光催化的基础和应用研究。

网页：http://wanglab.fzu.edu.cn/html/NEWS

参考文献

Yuan Lin, Wenyue Su, Xuxu Wang, Xianzhi Fu, Xinchen Wang*

LaOCl‐coupled polymeric carbon nitride for overall water splitting through a one‐photon excitation pathway, Angew. Chem. Int. Ed. 2020

DOI: 10.1002/anie.202008397

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202008397