氮化碳(CN)是一种很有前途的水裂解光电电化学电池(PECs)的光阳极材料。然而，由于其电荷分离和转移性能较差，加上水氧化动力学缓慢，导致其活性较低和不稳定性，严重阻碍了其进一步的发展。

有鉴于此，以色列内盖夫本古里安大学Idan Hod和Menny Shalom等人，为了克服CN光阳极中水分解的主要瓶颈（即缓慢的水氧化速率），使用MOF作为前体(预催化剂)来原位合成OER共催化剂(NiFeOxHy)，实现了在碱性溶液中产氧和产氢的稳定性和FE(效率> 80%)的显著改善。

本文要点

1）报道了将OER催化剂成功掺入CN光电阳极中，并对其性能进行了相应的改进：由于CN层具有良好的空穴提取效率和电子扩散，所制备的光阳极对于OER和析氢反应(HER)具有高的FE(高达83%)、良好的长期稳定性和较高的外部量子产率。

2）通过在CN层上引入高活性的Ni / Fe双金属MOF（Ni / Fe-MIL-53）作为OER预催化剂，可以提高空穴提取效率。这种MOF前体是通过简单的溶剂热反应制备的，经电化学活化后，转化为高活性的Ni / Fe助催化剂（Ni / Fe-（羟基）氢氧化物，NiFeOxHy），并沿CN层均匀分布。

3）详细的光谱学和（光）电化学研究表明，该光阳极的空穴提取效率高达80％，具有较高催化活性和选择性，并且具有良好的光稳定性。CN光阳极在0.1 M KOH中在1.23 V相对于可逆氢电极（RHE）时的再生光电流密度为472±20 µA cm^-2，起始电位约为0.034 V，并且外部量子产率高。

参考文献：

Neeta Karjule et al. Carbon Nitride‐Based Photoanode with Enhanced Photostability and Water Oxidation Kinetics. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202101724

https://doi.org/10.1002/adfm.202101724