光催化制氢被认为是解决能源问题的一种理想策略。g-C₃N₄由于其典型的结构优势，被广泛用于制备改进型光催化剂。然而，对于2D g-C₃N₄的简单2D层状结构，功能助催化剂（如贵金属）的光稳定性普遍较低。

近日，陕西科技大学王学川教授，王传义教授报道了以氧化石墨烯（GO）为载体，通过模板技术辅助热处理，构建了3D多孔g-C₃N₄/GO（p-CNG）骨架。然后，将贵金属（Au，Pd，Pt）助催化剂分别锚定在3D p-CNG骨架上，成功构建了一种3D p-CNG-M（Au，Pd，Pt）复合催化剂。

文章要点

1）g-C₃N₄与GO之间典型的3D多孔结构和键合作用增加了催化剂的比表面积，提高了催化剂的锚定稳定性。同时，贵金属助催化剂作为电子受体显著增加了催化剂的活性中心，促进了电子-空穴的分离。

2）所制备的3D p-CNG-M复合催化剂在模拟太阳光（SSL）下表现出显著的析HER活性。尤其是，优化后的3D p-CNG-Pt复合催化剂在pH=10.5时具有显著的析氢活性（2565.81 μmol·g^-1·h^-1），是3D p-CNG骨架（18.93 μmol·g^-1·h^-1）的136倍。在λ=420nm光照射下，其AQY约为21.6%。特别是在长时间光诱导和多次重复使用过程中，3D p-CNG-Pt复合催化剂具有优异的耐久性和可重复利用性。

研究工作为提高贵金属修饰光催化剂的光稳定性和改善SSL诱导的HER性能提供了一种潜在的策略。

参考文献

Li W, et al, Enhanced cocatalyst-support interaction and promoted electron transfer of 3D porous g-C₃N₄/GO-M (Au, Pd, Pt) composite catalysts for hydrogen evolution, Applied Catalysis B: Environmental (2021)

DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120034

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120034