炭化窒化物のバンド構造工学：高い光酸化特性を持つポリマーフォト触媒の探索

半導体フォト触媒の電子バンド構造は、その伝導バンド（CB）および価電子バンド（VB）のレベルを本質的に制御し、したがって、さまざまな光触媒反応に対するその活性に影響を与えます。ここでは、グラファイト状炭化窒化物（g-C3N4）のバンド構造を合理的に調整するためのシンプルなボトムアップ戦略を報告します。電子不足のピロメルリットジアニハイドリド（PMDA）モノマーをg-C3N4のネットワークに組み込むことで、VBの位置を大幅に低下させ、したがって強い光酸化能力を持つようになります。その結果、修正されたフォト触媒は、g-C3N4と比較して、水の還元に対する水の酸化に優先的な活性を示します。さらに驚くべきことに、メチルオレンジの光分解に関与する活性種は、バンド構造工学後に光生成された電子からホールに切り替わります。この研究は、特定の光反応に対して望ましい電子構造を持つ効率的なポリマーフォト触媒の設計に対する指針を提供するかもしれません。