文献奖励丨西安工程大学 环境与化学工程学院：刘甜、朱炜等人凭借使用我们MC镁瑞臣的产品，发表了最新光催化研究成果！
发表期刊：Advanced Science
文章题目：Preparation of Structure Vacancy Defect Modified Diatomic-Layered g-C3N4 Nanosheet with Enhanced Photocatalytic Performance
第一作者：刘甜、朱炜
通讯作者：李云锋
发表单位：西安工程大学 环境与化学工程学院
实验方向：光催化
影响因子：17.521
无需其他物种辅助的石墨相氮化碳（g-C3N4）结构自修饰引起了广泛关注。本研究通过在真空石英管中对块体g-C3N4进行热处理，合成了结构空位缺陷修饰的双原子层g-C3N4纳米片（VCN）。这种真空-热双重驱动力的条件促进了g-C3N4的剥离和结构空位的形成。所制备的VCN具有较大的比表面积和丰富的孔结构，为催化反应提供了更多的活性中心。此外，VCN样品中形成的特殊缺陷能级在光激发阶段能产生更高的激子密度。同时，由于超薄结构（≈1.5nm，对应两个石墨相氮化碳原子层）大大缩短了电荷转移路径，光生电荷能迅速转移到VCN表面。此外，缺陷能级缓解了纳米级g-C3N4量子尺寸效应导致的带隙增大问题，实现了良好的可见光利用。因此，VCN样品在制氢和典型抗生素（如环丙沙星和盐酸四环素）的光降解方面表现出优异的光催化性能。
光催化技术因其在解决环境和能源问题方面的潜力而备受关注。光催化剂能将太阳能转化为化学能，应用于污染物降解、制氢、二氧化碳还原和氮固定等领域。然而，设计可持续且高效的可见光光催化剂仍然是最具挑战性的任务。石墨相氮化碳（g-C3N4）因其合适的带结构、简单的制备方法和优异的结构稳定性而受到广泛关注。然而，g-C3N4的固有缺陷，如比表面积小、可见光吸收效率低和电荷复合快，极大地限制了其光催化性能。
论文第一作者为：刘甜、朱炜
论文通讯作者为：李云锋
本文使用设备
结构与性质分析：通过XRD、FT-IR、固态13C NMR和1H NMR光谱、XPS和EPR光谱等手段表征了所制备的VCN样品，证明了其分子结构中存在空位缺陷。N2吸附-脱附测试表明，VCN具有较大的比表面积（59.8 m²/g）和丰富的孔结构。SEM和TEM图像显示，VCN呈现出超薄的纳米片结构，厚度约为1.5nm。
光催化活性：在制氢实验中，VCN表现出最高的H2析出速率（5.12 mmol h⁻¹ g⁻¹），分别是GCN和NCN的7.64倍和2.64倍。
在抗生素降解实验中，VCN在30分钟内对环丙沙星的降解率达到85%，降解速率常数是GCN的13.6倍。
光催化机制：通过稳态和瞬态光致发光光谱、光电流响应、线性扫描伏安法、电化学阻抗谱等手段研究了VCN的光生电荷传输行为。
计算表明，VCN的缺陷能级和超薄结构有利于光生激子的形成和电荷分离，从而提高了光催化性能。
本研究成功制备了具有高效光催化性能的结构空位缺陷修饰的超薄g-C3N4纳米片（VCN）。VCN的空位缺陷和超薄结构在光激发阶段能产生更高的激子密度，并且光生电荷能迅速转移到VCN表面。此外，缺陷能级还缓解了纳米级g-C3N4量子尺寸效应导致的带隙增大问题。因此，VCN在制氢和抗生素光降解方面表现出优异的光催化性能。
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