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Wasserstoffperoxid (H2O2) ist eine entscheidende Chemikalie, die in zahlreichen industriellen Anwendungen eingesetzt wird, doch seine Herstellung beruht auf dem energieaufwendigen Anthraquinon-Prozess. Die solarbetriebene Synthese von H2O2 gewinnt als vielversprechendes Forschungsgebiet an Bedeutung und bietet eine nachhaltige Methode zur Produktion. Hier wird eine steuerbare Aktivierung des n → π* elektronischen Übergangs vorgestellt, um die photocatalytische H2O2-Entwicklung in ionischen Kohlenstoffnitriden zu steigern. Diese Verbesserung wird durch die gleichzeitige Einführung von strukturellen Verzerrungen und Defektstellen (─C ≡ N-Gruppen und N-Vakanzen) in das KPHI-Rahmenwerk erreicht. Der optimale Katalysator (2%Ox-KPHI) erreichte einen scheinbaren quantenmechanischen Ertrag von 41 % bei 410 nm ohne die Notwendigkeit von Cocatalysatoren und übertraf die meisten zuvor berichteten auf Kohlenstoffnitriden basierenden Photokatalysatoren. Umfassende experimentelle Charakterisierungen und theoretische Berechnungen bestätigen, dass eine gewellte Konfiguration und das Vorhandensein von Defekten das Lichtabsorption-Profil erheblich erweitern, die Trennung und Migration von Ladungsträgern verbessern, die O2-Adsorption fördern und die Energiebars für die H2O2-Desorption senken. Temporäre Absorptionsspektroskopie zeigt, dass die verbesserte photocatalytische Leistung von 2%Ox-KPHI größtenteils auf die bevorzugte Migration von Elektronen an Defektstellen über verlängerte Zeiträume zurückzuführen ist, gefolgt von der Diffusion von geminaten Trägern über die PHI-Schichten.
Tong et al. (Thu,) haben diese Frage untersucht.