聚合氮化碳（CN）具有制备简单、成本低廉、调控灵活、无毒以及出色光稳定性等优点，是一种很有前途的可见光光催化材料。然而，在热聚合过程中，由于反应中间体的迁移率有限，往往会出现胺连接的七氮杂环分子链的不完全聚合，这极大地阻碍了面内电荷的传输。此外，由于二维分子链阵列面间的范德华作用力较弱，导致了层间电荷传输的困难。因此，CN只表现出缓慢的光生载流子转移和中等的光催化效率。

近日，深圳大学米宏伟教授从理论和实验上证明了决定整个电荷转移、分离和光催化活性的是面内电荷传输，而不是层间电荷传输。

文章要点

1）通过碱性钾盐辅助合成，成功地构建了一系列具有较高面内结晶度和电荷传输能力的七氮杂K⁺离子注入的结晶氮化碳（CCN）（K-CN）。

2）碱性钾盐对K-CN聚合过程的“缝合”和“切割”作用，通过稳定亚胺键和打破层间的范德华作用力，促进了七嗪类分子链更完整的平面内聚合。

3）研究人员以三个碱性钾盐系列样品为例，阐明了它们的晶面电荷转移和光催化活性。

这项研究揭示了面内电荷转移的主要贡献，可以应用于层状光电转换材料，如光催化、光电催化、太阳能电池和光电探测器等。

参考文献

Guoqiang Zhang, et al, In-Plane Charge Transport Dominates the Overall Charge Separation and Photocatalytic Activity in Crystalline Carbon Nitride, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c00233

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00233