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高效的利用近紅外（NIR）光進(jìn)行光催化制氫氣對(duì)太陽(yáng)能氫能和氫醫(yī)藥都至關(guān)重要，但由于半導(dǎo)體對(duì)高NIR響應(yīng)性、窄禁帶和合適的氧化還原電位的嚴(yán)格要求，目前仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

近日，深圳大學(xué)何前軍教授和蘇陳良教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了他們通過使用與三聚氰胺（C₃H₆N₆）前體和固體KCl類似的結(jié)構(gòu)摻雜劑，實(shí)現(xiàn)了近紅外活性炭/摻鉀的紅色聚合物氮化碳（RPCN）。

研究發(fā)現(xiàn)，碳和鉀的均勻和高摻入顯著縮小了氮化碳的帶隙（1.7 eV），并賦予了RPCN在近紅外輻射（700 nm≤λ≤780 nm）下以140 mol h^-1 g^-1的速率從水中析出氫氣的高近紅外光催化活性。

在700±10 nm時(shí)，RPCN的表觀量子效率高達(dá)0.84%（在500±10 nm時(shí)為13%）。

作者在荷瘤小鼠模型上進(jìn)行的概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)證實(shí)，RPCN能夠在腫瘤內(nèi)近紅外光催化制氫氣和同時(shí)消耗谷胱甘肽，用于安全高效的無藥物癌癥治療。

該研究結(jié)果為設(shè)計(jì)高效的光催化劑以捕獲全光譜太陽(yáng)能提供了依據(jù)，也為開發(fā)用于重大疾病氫氣治療的近紅外光催化劑開辟了一條新途徑。

Homogeneous Carbon/Potassium-Incorporation Strategy for Synthesizing Red Polymeric Carbon Nitride Capable of Near-Infrared Photocatalytic H₂ Production. Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202101455.

https://doi.org/10.1002/adma.202101455.

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何前軍/蘇陳良AM：均相碳/含鉀策略合成RPCN用于近紅外光催化制氫氣

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