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將太陽能直接轉化為化學能，被認為是一種清潔和可再生的技術，可以緩解化石燃料對能源短缺和環境問題，因此，有效利用占太陽光譜主要百分比的近紅外(NIR)光對於光催化的實際應用具有重要意義。然而，單一NIR基光催化劑的開發仍然是一個巨大的挑戰。
基於此，東北大學李犁和牛萍等報告了通過以單分子碳酰肼(CBZ)為前體的直接熔鹽策略開發了基於NIR的結晶氮化碳單一光催化劑(MC-CN)。
具體而言，來自前體本身的結構氧被直接引入CN框架中，以取代部分邊緣N位點而無需額外的處理和添加劑；通過熔鹽處理調整聚合過程，同時形成高結晶結構，確保高電荷轉移率。
值得注意的是，僅在以CBZ為前體的樣品中觀察到結構性結合氧的晶體結構，而常見的含氧源尿素沒有顯示出類似的結果。同時，隨着光響應擴展到1400 nm，催化劑的n→π*激發顯著增強。此外，理論計算證實了帶隙隨着結構氧的引入而變窄和局部內電場的形成，可以增強光生電荷載流子的分離並促進電荷轉移。
因此，所製備的光催化劑在λ>700 nm的光催化活性是傳統CNs的11.6(λ>420 nm)和300(λ>450 nm)倍；MC-CN分別負載了Rh和Cr2O3作為制氫和制氧的助催化劑，在λ>420 nm的照射下，其表現出優異的H2和O2產率(分別為29.86 µmol g-1和14.55 µmol g-1)。
更重要的是，MC-CN在λ=600 nm波長也具有整體水分解(OWS)能力。這項工作為開發基於NIR的光催化劑提出了可行的策略，這可能為設計用於能源和環境的先進催化劑提供思路。
A Crystalline Carbon Nitride Based Near-Infrared Active Photocatalyst. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202207375
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