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CN EN

二維納米材料在能源與環境光催化上的應用研究


在分子尺度對石墨相氮化碳進行摻雜改性,可以在保持其原晶體與電子結構的基礎上,還能克服原子級摻雜對于改性程度的限制。本課題組分別以均三苯酚和三氯苯酚為共聚單體,合成了苯環替代摻雜的石墨相氮化碳材料,在分子尺度實現了對于氮化碳環整體替代型的摻雜。(J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 17199;Solar RRL, 2018, 2, 201800058.)實驗和理論計算結果表明,由于苯環的替代摻雜,石墨相氮化碳在保持其既有晶體結構的基礎上,能帶和電子結構得到了極大優化,這使得改性材料具有了更佳的光吸收性質與載流子分離效率。在光解水制氫的應用中,表現出3倍和21倍于純相材料的產氫效率。該思路為碳氮平面共軛結構材料的合成方法拓寬了方向,也在氮化碳與有機共價骨架材料之間的連接了橋梁。其次,通過引入環烷烴共聚單體和控制熱刻蝕,首次在石墨相氮化碳材料中實現(石墨相全碳環)梯度摻雜,催化劑性能進一步大幅提高,該方案提出針對于碳-氮系二維材料的一種高效改善電荷分離的思路。(Adv. Mater., 2018, 30, 201705060.


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分子尺度苯環摻雜改性石墨相氮化碳應用于高效光催化制氫


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石墨相全碳環梯度摻雜改性石墨相氮化碳

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