苏大/南林AFM：超41.6倍！3D g-C3N4/CNT阵列助力高效的光电化学制氢气

二维（2D）纳米材料具有超薄的结构、优异的物理化学性质、较大的比表面积和体积比的优点，由此产生的丰富的活性中心和较高的电荷输运能力，在光电化学应用中非常有吸引力。

然而，由于光电极弯曲度高、表面活性中心少、传质效率低，普遍采用的无序堆积2D纳米材料的应用受到限制。

近日，受木材结构的启发，苏州大学江林教授和梁志强教授、南京林业大学金永灿教授（共同通讯作者）等人开发了一种垂直3D打印策略，通过使用木质素作为高效光电化学析氢的粘合剂，快速构建垂直排列和分层多孔石墨氮化碳/碳纳米管（g-C₃N₄/CNT）阵列。

由于平面外定向多孔结构中的定向电子传输和多重光散射，制备的g-C₃N₄/CNT阵列显示出优异的析氢性能，在-0.5 V vs RHE下，氢气产率高达4.36 µmol cm^-2 h^-1，分别比传统的厚g-C₃N₄/CNT和g-C₃N₄薄膜高12.7倍和41.6倍。

此外，这种3D打印结构可以克服常用的具有粉末结构的g-C₃N₄的团聚问题，并且显示出理想的可回收性和稳定性。

这种简便且可扩展的垂直3D打印策略将为可持续生产清洁能源开辟一条新途径，以高度提高2D纳米材料的光电化学性能。

Wood-Inspired Binder Enabled Vertical 3D Printing of g-C₃N₄/CNT Arrays for Highly Efficient Photoelectrochemical Hydrogen Evolution. Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202105045.

https://doi.org/10.1002/adfm.202105045.

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苏大/南林AFM：超41.6倍！3D g-C3N4/CNT阵列助力高效的光电化学制氢气

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