人工光合作用是有效生产过氧化氢的一种有前景的策略，但从本体到活性位点的不良定向电荷转移限制了整体光催化效率。

为了解决这个问题，暨南大学Mingshan Zhu，中国科学院生态环境研究中心Wentao Jiao构建了一种在富氮三唑基氮化碳（C₃N₅）中偶极场驱动自发极化的新过程，以利用光生电荷动力学生产过氧化氢。

文章要点

1）在这里，C₃N₅在模拟阳光和超声波力下实现了3809.5µmol g⁻¹h⁻¹的过氧化氢光合作用速率和92%的2e⁻转移选择性。

2）这种高性能归功于C₃N₅中三唑环引入了丰富的氮活性位点，从而带来了偶极场。该偶极场诱导自发极化场，加速向氮活性位点的快速定向电子转移过程，从而通过间接2e⁻转移途径诱导氧的鲍林型吸附，形成过氧化氢。

这一创新概念利用偶极场来利用光生载流子的迁移和传输，为通过结构工程提高光合作用效率提供了一条新途径。

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Li, Z., Zhou, Y., Zhou, Y. et al. Dipole field in nitrogen-enriched carbon nitride with external forces to boost the artificial photosynthesis of hydrogen peroxide. Nat Commun 14, 5742 (2023).

DOI10.1038/s41467-023-41522-0

https://doi.org/10.1038/s41467-023-41522-0