聚合物氮化碳(g-C₃N₄)作为一种典型的碳基光催化剂，由于其制备简单、合适的水分解带隙(2.7 eV)、优异的化学性质和较高的稳定性而被认为是一种很有前途的候选材料。遗憾的是，g-C₃N₄的光催化性能受到可见光吸收范围较窄、超快载流子的重组、活性电子的深阱态（DTS）捕获的限制。为了解决这一问题，通常采用提高结晶度、引入缺陷和杂原子掺杂等方法来调节g-C₃N₄的电子结构，以提高光生载流子的分离效率。然而在载流子分离过程中，部分自由电子可能被电子和空穴的准费米能级之间的中间态（陷阱状态）捕获，从而限制准费米能级的分裂和主导光生载流子的迁移和重组过程。根据捕获态和导带边缘（ΔE）的不同能量差，将捕获电子分为浅捕获电子和深捕获电子。电子的俘获态越深，所需的正还原电位就越高，这意味着电子的能量损失越大，催化反应的驱动力就越低，这极大地限制了目标产物的形成。然而，大多数g-C₃N₄改性研究都集中在电子的光化学和光物理过程上，而忽略了对载流子捕获水平的影响。因此，深入研究不同改性方式对于电子捕获态的影响具有重要意义。

图5. (a)CN、(b) CCN-5、(c) 0.5-CDs/CCN-5在去离子水和(d) 0.5-CDs/CCN-5在加入10 vol% TEOA溶液中的伪色TAS光谱。在343 nm的泵浦激发下，(e) CN、(f) CCN-5、(g) 0.5-CDs/CCN-5和(h) 0.5-CDs/CCN-5加入10 vol% TEOA的不同延迟时间的TAS光谱。在800 nm处(i) CN、(j) CCN-5、(k) 0.5-CDs/CCN-5在去离子水和(l) 0.5-CDs/CCN-5在溶液中加入10 vol% TEOA时的TAS衰减动力学拟合曲线。

  该研究成果于近日发表在国际重要刊物《Chemical Engineering Journal》上。(Cooperation of carbon doping and carbon loading boosts photocatalytic activity by the optimum photo-induced electron trapping and interfacial charge transfer, Chemical Engineering Journal，472, 2023, 144654)。江苏科技大学硕士研究生袁浩为第一作者。江苏科技大学施伟龙副教授和苏州大学康振辉教授为共同通讯人。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144654