南京大学周勇/港中文(深圳)朱熹/涂文广Angew:自旋极化增强g-C3N4超快载流子动力学与激子解离用于高效CO2光还原

本文由南京大学周勇、港中文(深圳)朱熹和涂文广教授等合作，研究了铁纳米颗粒/石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米杂化体系中的自旋极化效应，该效应显著加速了激子解离与自旋选择性电子转移，从而将CO2选择性光还原为CO的效率提升至91.3%。研究背景聚焦于光催化剂活性的提升，特别是通过调控激子特性来克服光生电子-空穴对快速复合的问题。研究目的是探索自旋极化如何影响光催化剂的性能。研究结论表明，铁纳米颗粒表面氧化层中的Fe2+/Fe3+氧化还原对通过双交换作用构建了超快电荷转移通道，这种机制不仅延长了光生载流子的寿命，还大幅提高了电子转移速率，最终实现了高效太阳能转化。