近日,一篇名为《Effective Photocatalytic H2O2Production under Visible Light Irradiation at g-C3N4Modulated by Carbon Vacancies》的论文在著名刊物《Applied Catalysis B: Environmental》上发表。该论文由我院水质工程系一年级研究生李淑娜同学作为第一作者发表,在我院曾玉彬副教授、兼职教授王传义老师及中国科学院新疆理化技术研究所董国辉老师的共同指导下完成,完成单位为中科院新疆理化技术研究所和武汉大学。目前,该杂志是催化及环境领域应用基础研究方面的权威性学术刊物(SCI 一区,影响因子7.4)。
该研究取得的主要成果包括三个方面:碳空位的存在使g-C3N4的带隙变窄,扩大了光响应范围;碳空位使其比表面积增大、活性位点增多,更利于吸附环境中的氧分子使光生电子迅速从催化剂表面传递到氧分子中;碳空位的存在改变了过氧化氢(H2O2)的传统生成方式,由双步单电子转移变为单步双电子耦合转移,即由O2在催化剂表面直接得两个电子生成H2O2。这一研究不仅提供了一种能提高H2O2产量的新方法,而且强调了表面缺陷与半导体光催化剂活性之间的显著关联性,从而为后续的进一步研究提供了新思路。