近日，鄭州大學許群教授團隊在超臨界CO2制備氧摻雜2D非晶C3N4納米片材料領域取得新進展，相關成果以“Supercritical CO2-Tailored 2D Oxygen-doped Amorphous Carbon Nitride for Enhanced Photocatalytic Activity”為題，發(fā)表在材料領域期刊《Energy & Environmental Materials》上(IF:15.122)。鄭州大學材料學院博士研究生杜麗娜為第一作者，許群教授和鄭曉莉副教授為共同通訊作者，鄭州大學材料學院為第一通訊單位。
光催化劑在太陽能轉化為化學能和光降解污染物方面有很大的應用潛力，豐富的活性位點、充足的光吸收能力和快速的電荷分離是催化劑具有高效光催化活性的先決條件。2D非晶材料因賦予了光催化劑一些新的物理、化學特性，近年來受到了廣泛的關注，如較大的比表面積、暴露出更豐富的活性位點、強的尾帶效應產生的有效光吸收等。對2D非晶材料的面內微結構進行進一步精確調控并實現(xiàn)其雜原子摻雜，有望使光催化劑在光子學、電子學、催化等領域有更引人注目的特性。
本研究提出了一個綠色化學策略，即在超臨界CO2的輔助下制備2D氧摻雜非晶g-C3N4。通過調控超臨界CO2的壓力可以對g-C3N4的表面結構和摻雜濃度進行精確調整。研究結果表明，2D非晶結構和平面內氧摻雜使g-C3N4納米片具有可調控的帶隙和高效的電荷分離性能，從而協(xié)同顯著性地增強了CO2光催化還原活性和亞甲基藍光降解性能。該研究為通過表面結構修飾和調控來設計半導體催化劑開辟了新的前景。
該項目研究獲得國家自然科學基金，河南省創(chuàng)新人才獎項目，河南省科學與技術項目，中國博士后科學基金會的支持。
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