Производство на H2 чрез червен полимерен въглероден нитридНаучно Изследване

Резюме:

Ефективното използване на близката инфрачервена (NIR) светлина за фотокаталитично генериране на водород е жизненоважно както за слънчевата водородна енергия, така и водородна медицина, но остава предизвикателство в момента, поради строгото изискване на полупроводника за висока чувствителност на NIR, тесен забранен диапазон и подходящи редокс потенциали. Тук NIR-активен въглерод/добавен с калий червен полимерен въглероден нитрид (RPCN) се постига чрез използване на добавка с подобна структура като прекурсора на меламин (C3H6N6) с твърдия KCl. Хомогенното и високо включване на въглерод и калий забележително стеснява обхвата на въглеродния нитрид (1,7 eV) и придава на RPCN висока NIR-фотокаталитична активност за отделяне на H2 от вода със скорост от 140 µmol h−1 g−1 при NIR облъчване (700 nm ≤ λ ≤ 780 nm), а привидната квантова ефективност е висока като 0,84% при 700 ± 10 nm (и 13% при 500 ± 10 nm). Експеримент за доказателство на концепцията върху модел на мишка с тумор потвърждава, че RPCN е способен на интратуморно NIR-фотокаталитично генериране на водород и едновременно лишаване от глутатион за безопасна и високоефективна терапия на рак без лекарства. Резултатите хвърлят светлина върху проектирането на ефективни фотокатализатори за улавяне на пълния спектър от слънчева енергия и също така са пионери в нов път за разработване на NIR фотокатализатори за водородна терапия на големи заболявания.