AS | 构建碳氮化物上多个不对称催化中心实现高效太阳能过氧化氢生产

本文研究背景聚焦于过氧化氢（H₂O₂）作为绿色氧化剂的重要应用价值，以及通过太阳能驱动的氧还原反应实现光催化合成H₂O₂的可持续途径。氮化碳（C₃N₄）因其可调能带隙和良好稳定性成为研究热点，但其对称结构导致电荷分离效率低和O₂吸附能力弱，限制了实际应用。研究目的在于通过结构自适应策略，在硫掺杂氮化碳中引入单原子锌构建多重不对称催化位点，以提升光催化性能。实验结果表明，优化后的S-CNS-Zn和S-CNT-Zn催化剂H₂O₂生成速率显著提升至1724和2708 μmol·g⁻¹·h⁻¹，较原始材料提高数十倍，且量子效率和太阳能转化效率优异。结论指出，高度不对称结构增强了电子离域效应，构建了多条电荷转移通道，实现了电子-空穴对的有效分离与转移，强化了O₂吸附并促进了2电子氧还原反应，为高效氮化碳基光催化剂设计提供了新思路。