Adv Mater:阳离子修饰的导电氮化碳增强光催化活性
纳米技术 纳米 2021-12-07

氮化碳是目前光催化领域中研究最广泛的材料,但是氮化碳材料面临着电荷分离效率和电荷传输效率较低的问题。

有鉴于此,马克思·普朗克固体研究所Bettina V. Lotsch等报道研究不同阳离子(M=Li+, Na+, K+, Cs+, Ba2+, NH4+, (CH3)4N+)修饰2D聚庚嗪亚胺(PHI)型氮化碳对其导电性和光催化活性的增强作用。这些阳离子修饰在PHI的孔中,能够影响2D层的堆叠与形成的结构,因此显著的影响M-PHI离子导电性。

本文要点:

(1)

在各种阳离子修饰的PHI中,含有Na作为阳离子的材料比其他M-PHI材料在0-42% RH相对湿度环境中表现了更好的导电性,这是因为孔结构形貌和水合离子的粒径导致的。

在RH增加的过程中,离子导电能力可以提高4-5个数量级,其中Na-PHI在RH 42 %的导电性能够达到10-5 S cm-1

(2)

Na-PHI具有最高的光催化活性,能够提高光生载流子的寿命,这是因为具有移动能力的离子能够促进载流子的稳定性。本文研究结果说明离子导电性是影响光催化活性的一种重要因素。此外,这种随RH调控的离子导电性对于分离、膜、传感器都具有重要意义。

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参考文献

Julia Kröger et al. Conductivity mechanism in ionic 2D carbon nitrides: from hydrated ion motion to enhanced photocatalysis, Adv. Mater. 2021, 2107061

DOI: 10.1002/adma.202107061

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202107061


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