通过氢键介导的自组装对中空 g‐C 3 N 4 纳米管进行形态工程，以实现卓越的光催化氢气产生

摘要 在日益增长的能源需求和环境担忧中，光催化水分解制氢提供了一种可持续的解决方案，但高效光催化剂的设计仍然具有挑战性。本研究通过创新地工程化石墨相氮化碳 (g‐C 3 N 4 ) 的纳米结构，解决了其在光吸收受限、比表面积低和电荷分离差等方面的局限性。在这项研究中，我们报告了一种氢键介导的策略，通过在乙二醇 (EG) 中对三聚氰胺和氰尿酸 (CA) 进行超分子预构组装，构建中空 g‐C 3 N 4 纳米管 (HCNT)，然后进行焙烧。EG 和 CA 之间的协同氢键作用引导前驱体的曲率，使得形成具有显著增大的比表面积 (102.24 m 2 g −1 )、增强的亲水性、优化的电子带结构和优越的电荷分离效率的明确纳米管。因此，开发的 HCNT 催化剂实现了卓越的可见光光催化 H 2 生成速率为 14,409 µmol g −1 h −1 ，比块体 g‐C 3 N 4 提高了 11 倍，超越了大多数报告的基于 g‐C 3 N 4 的催化剂。我们的工作通过合理的氢键调控建立了一种绿色的无模板形态工程范式，推动了高效光催化剂在太阳能燃料生成中的设计。