通过光催化来绿色合成过氧化氢（H2O2）已经引起了人们广泛的关注，但目前大多数光催化剂存在电荷重组快和2e-氧还原反应（ORR）选择性差的问题。
近日，浙江大学陈宝梁教授报道了通过氯化钠辅助煅烧双氰胺制备了一种新型的富氰石墨氮化碳g-C3N4复合光催化剂（Cv@g-C3N4）。
文章要点
1）将商用NaCl颗粒作为硬模板，为来自双氰胺（DCDA）的g-C3N4的生长提供大的比表面积。煅烧后用水洗去NaCl，得到xCv@g-C3N4 (x = 3，5，10，其中x代表NaCl与DCDA的质量比)。Cv@g-C3N4呈现出蜂窝状多孔3D结构，具有超薄孔壁（约2–5 nm），而原始g-C3N4则保持平滑的2D表面。
2）所获得的Cv@g-C3N4光催化剂显示出出色的H2O2合成活性（在λ ≥ 420 nm下为7.01 mm h-1，在模拟太阳光条件下为16.05 mm h-1）和对2e- ORR的93%选择性，远高于现有的光催化剂。
3）研究发现，具有Na掺杂剂和氰基的多孔g-C3N4同时优化了光催化2e- ORR的两个限速步骤:光活性和选择性。氰基可以调节g-C3N4的能带结构，以实现高活性。同时，它们也作为氧吸附位点，其中局部电荷极化促进O2吸附和质子化。而在Na+离子辅助下，O2被还原产生更多的超氧自由基作为H2O2合成的中间产物。
该工作为同时调节光催化活性和2e- ORR选择性以提高H2O2产量提供了一种简便的方法，并为g-C3N4在环境修复和能源供应中的实际应用铺平了道路。
参考文献
Lei Chen, et al, Simultaneously Tuning Band Structure and Oxygen Reduction Pathway toward High-Efficient Photocatalytic Hydrogen Peroxide Production Using Cyano-Rich Graphitic Carbon Nitride, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202105731
https://doi.org/10.1002/adfm.202105731
