孙红旗/王帅军/赵朝成Appl. Catal. B.: 氮缺陷/硼掺杂剂设计的管状氮化碳用于四环素盐酸盐光降解和HER

太阳能驱动的半导体光催化因其绿色和可持续的特性而在光催化降解和水分解领域引起了广泛关注。这项技术的可行性和成功的关键在很大程度上取决于低成本、坚固、环境友好和高效的半导体材料的设计。而聚合氮化碳(g-C₃N₄)由于其有限的光吸收和缓慢的电荷转移而在光催化环境修复和能量转换中表现出中等的催化活性。

基于此，埃迪斯科文大学孙红旗、江苏大学王帅军和中国石油大学(华东)赵朝成等通过自超分子反应和NaBH₄热还原方法组装了具有氮缺陷/硼掺杂剂的新型管状氮化碳(D-TCN₄₅₀)。

结果表明，引入氮缺陷/硼掺杂剂可以有效地促进光捕获、电荷分离和价带降移。氮缺陷/硼掺杂剂和管状结构的协同作用可以有效地促进光捕获并加速电荷转移。

密度泛函理论和电子自旋共振结果进一步证明氰基（氮缺陷）融合到D-TCN₄₅₀的框架中可以促进氧吸附形成超氧自由基。猝灭实验证明空穴是光降解的主要活性物质。

因此，与原始g-C₃N₄相比，D-TCN₄₅₀表现出显著改善的四环素盐酸盐的光催化析氢和光降解性能，效率分别提高了4倍和9倍。这种综合工程策略可能为合理设计用于可持续修复和能源创新的新型光催化剂提供独特的范例。

Nitrogen Defects/Boron Dopants Engineered Tubular Carbon Nitride for Efficient Tetracycline Hydrochloride Photodegradation and Hydrogen Evolution. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120932

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孙红旗/王帅军/赵朝成Appl. Catal. B.: 氮缺陷/硼掺杂剂设计的管状氮化碳用于四环素盐酸盐光降解和HER

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