王心晨Angew. Chem. Int. Ed.：碳化氮氣凝膠用于水的氧化還原轉換

【背景介紹】

?氣凝膠結構由于其獨特的結構特征而激發了其在能量儲存和轉化領域越來越多的研究興趣，并且許多材料已經被設計應用到氣凝膠中，包括碳基材料，金屬氧化物，線形高聚物甚至金屬硫族化物。然而，關于從氮化物材料，特別是新出現的輕質碳氮化物（CN）半導體中制造氣凝膠的報道鮮為人知。

【成果簡介】

近日，來自福州大學的王心晨教授（通訊作者）等人在不使用任何交聯劑的情況下，開發了一種基于自組裝的方法來制造自支撐的CN氣凝膠。大的表面積，組合官能團和三維（3D）網絡結構的組合使得所得到的氣凝膠在可見光照射下具有高的光催化活性，用于析氫和H₂O₂生成。相關成果以題為“Carbon Nitride Aerogels for the Photoredox Conversion of Water”發表在了Angewandte Chemie International Edition上。

【圖文導讀】

圖1 SEM圖像、元素映射圖像分析

（a,b）CN NPs（a）和CN氣凝膠（b）的SEM圖像

（c）CN NPs的C，N和O的元素映射圖像，

（d）CN氣凝膠整體照片，顯示CN氣凝膠的直徑為?2.5厘米

圖2 FT-IR光譜及核磁共振分析

（a）CN NPs和CN氣凝膠的FT-IR光譜

（b）（a）的放大圖

（c）CN和CN氣凝膠的XRD圖

（d）CN氣凝膠的固態¹³C CP-MAS NMR

圖3 光催化活性試驗及紫外/可見光吸收光譜

（a）在可見光照射（λ> 420nm）下CN ₄₅₀（i），CN（ii），CN干凝膠（iii）和CN氣凝膠（iv）的光催化活性試驗

（b）CN氣凝膠（左軸）上H₂演變的波長依賴性AQE，CN氣凝膠的UV / Vis光吸收光譜（右軸）

【小結】

該研究是首次通過組裝LD CN NPs顯示了宏觀CN氣凝膠的合成。由于其孔隙率大，比表面積大，功能性較強，CN氣凝膠對可見光照射下的析氫和H₂O₂生成表現出優異的光催化活性。這種輕便綠色的方法為制備其他CN膠體，CN薄膜，CN水凝膠和CN氣凝膠用于各種領域的應用鋪平了道路。

文獻鏈接：Carbon Nitride Aerogels for the Photoredox Conversion of Water（Angew. Chem. Int. Ed.,2017,DOI:DOI: 10.1002/anie.201705926）

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