王心晨Angew. Chem. Int. Ed.：碳化氮气凝胶用于水的氧化还原转换

【背景介绍】

气凝胶结构由于其独特的结构特征而激发了其在能量储存和转化领域越来越多的研究兴趣，并且许多材料已经被设计应用到气凝胶中，包括碳基材料，金属氧化物，线形高聚物甚至金属硫族化物。然而，关于从氮化物材料，特别是新出现的轻质碳氮化物（CN）半导体中制造气凝胶的报道鲜为人知。

【成果简介】

近日，来自福州大学的王心晨教授（通讯作者）等人在不使用任何交联剂的情况下，开发了一种基于自组装的方法来制造自支撑的CN气凝胶。大的表面积，组合官能团和三维（3D）网络结构的组合使得所得到的气凝胶在可见光照射下具有高的光催化活性，用于析氢和H₂O₂生成。相关成果以题为“Carbon Nitride Aerogels for the Photoredox Conversion of Water”发表在了Angewandte Chemie International Edition上。

【图文导读】

图1 SEM图像、元素映射图像分析

（a,b）CN NPs（a）和CN气凝胶（b）的SEM图像

（c）CN NPs的C，N和O的元素映射图像，

（d）CN气凝胶整体照片，显示CN气凝胶的直径为〜2.5厘米

图2 FT-IR光谱及核磁共振分析

（a）CN NPs和CN气凝胶的FT-IR光谱

（b）（a）的放大图

（c）CN和CN气凝胶的XRD图

（d）CN气凝胶的固态¹³C CP-MAS NMR

图3 光催化活性试验及紫外/可见光吸收光谱

（a）在可见光照射（λ> 420nm）下CN₄₅₀（i），CN（ii），CN干凝胶（iii）和CN气凝胶（iv）的光催化活性试验

（b）CN气凝胶（左轴）上H₂演变的波长依赖性AQE，CN气凝胶的UV / Vis光吸收光谱（右轴）

【小结】

该研究是首次通过组装LD CN NPs显示了宏观CN气凝胶的合成。由于其孔隙率大，比表面积大，功能性较强，CN气凝胶对可见光照射下的析氢和H₂O₂生成表现出优异的光催化活性。这种轻便绿色的方法为制备其他CN胶体，CN薄膜，CN水凝胶和CN气凝胶用于各种领域的应用铺平了道路。

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

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