二维卟啉金属有机纳米片/g-C3N4异质结的理性设计及其可见光催化产氢增强机制研究

本文创新性地构建了二维卟啉金属有机纳米片（2D MONs）与g-C3N4的2D/2D异质结光催化剂，通过协同效应显著提升可见光（λ≥420 nm）驱动的水分解产氢性能。Pd-PNs/g-C3N4异质结表现出8400 μmol·g?1·h?1的卓越产氢速率，为绿色能源开发提供了新策略。

　　

亮点（Highlights）

• 成功构建新型2D/2D g-C₃N₄/Pd-PNs异质结光催化剂

• 可见光下产氢速率高达8400 μmol·g^?1·h^?1

• 协同效应促进电荷分离与迁移

结论（Conclusion）

本研究成功制备了具有高效光催化产氢性能的二维金属有机纳米片（2D MONs）。其中Pd-PNs表现出最优的产氢速率（4910 μmol·g^?1·h^?1），显著优于Pt-PNs（2490 μmol·g^?1·h^?1）和Ni-PNs（108.6 μmol·g^?1·h^?1）。通过构建2D/2D g-C₃N₄/Pd-PNs异质结（CN-Pd(1:2)），产氢性能进一步提升至8400 μmol·g^?1·h^?1，这归因于异质结界面协同作用带来的可见光吸收增强、电荷分离效率提升及复合率降低。瞬态光电流和时间分辨荧光光谱（PL）研究进一步验证了其卓越的光催化机制。该工作为利用卟啉基MONs与g-C₃N₄的协同效应开发高效光催化剂提供了新思路。