湖南大学韩磊教授、中南大学孙焱焱博士，CEJ：NaClO诱导的“一石三鸟”策略促进氮化碳高效的光催化合成双氧水性能

NaClO诱导具有氮空位的钠掺杂和富含氰基的石墨相氮化碳的合成及协同增强光催化合成双氧水性能

第一作者：朱艳琳

通讯作者：韩磊*，孙焱焱*

单位：湖南大学，中南大学

全球能源危机和环境问题正在威胁现代人类社会的可持续发展，这促使研究人员开发绿色和可持续的技术来生产各种重要的高附加值化学品。其中，双氧水（H₂O₂）因其在环境处理和工业合成中的广泛应用而被认为是最重要的100种原料化学品之一。然而，目前工业蒽醌法合成H₂O₂存在能耗高、产生有机废物的缺点，不符合绿色化学的理念。相比之下，光催化合成H₂O₂提供了一种有前途的替代绿色方法。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）由于合适的电子结构、易于制备等优点广泛用于光催化产H₂O₂，但其活性仍受制于量子效率差、光吸收范围有限和电子空穴复合率高等问题。

针对这些问题，本篇工作通过NaClO诱导三聚氰胺在NH₃气氛下热解，首创性地将三种不同类型的缺陷（氮空位、钠掺杂和氰基）整合到g-C₃N₄骨架结构中，调控其量子效率、光吸收范围以及电荷分离能力，提高光催化合成H₂O₂的光催化性能。同时，还研究了在最佳催化剂上光催化合成H₂O₂的机理。本文为未来的研究提供了方向，有助于加速g-C₃N₄在光催化领域的研究及实际应用。

本文中，来自湖南大学的韩磊教授与中南大学的孙焱焱博士合作，在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“NaClO-induced sodium-doped cyano-rich graphitic carbon nitride nanosheets with nitrogen vacancies to boost photocatalytic hydrogen peroxide production”的文章。该文章通过NaClO诱导三聚氰胺在NH₃气氛下热解，首创性地将三种不同类型的缺陷（氮空位、钠掺杂和氰基）整合到g-C₃N₄ 的骨架结构中，调控其量子效率、光吸收范围以及电荷分离能力，提高其光催化合成 H₂O₂的性能。

要点一：NaClO辅助NH₃热解三聚氰胺制备具有N空位和Na掺杂的富氰g-C₃N₄纳米片

通过简单的NaClO辅助NH₃热解三聚氰胺制备了具有N空位和Na掺杂的富氰g-C₃N₄纳米片。并且，在热解过程中产生的NaCl经水洗去除后进一步增加比表面积，进而暴露更多催化活性位点。

要点二：高产率及良好的循环稳定性

所制备的最优催化剂NH₃-NaClO_0.5-CN_w展现了最高的H₂O₂ 产率和良好的循环稳定性。通过在光催化体系加入不同的捕获剂，研究在不同条件下光催化合成H₂O₂性能，发现光催化剂合成H₂O₂主要通过三种途经，包括一步双电子氧还原、两步单电子氧还原和两电子水氧化。此外，通过理论计算探究了光催化合成H₂O₂的最有利位点。

NaClO-induced sodium-doped cyano-rich graphitic carbon nitride nanosheets with nitrogen vacancies to boost photocatalytic hydrogen peroxide production

https://authors.elsevier.com/c/1ez~94x7R2cYA1

孙焱焱  博士 

2018年12月毕业于柏林工业大学获得理学博士学位，师从电化学专家Peter Strasser教授，博士毕业后留组继续从事博士后研究工作，主要从事功能化碳基材料的设计及在电催化燃料合成、燃料电池和钠离子电池方面的应用研究。目前以第一作者/共同一作/通讯作者在国内外重要学术期刊发表论文10篇，包括Nat. Commun., Chem. Soc. Rev., J. Am. Chem. Soc., Energy Environ. Sci., ACS Catal., Chem. Eng. J等，其中ESI高被引论文4篇。

韩磊  教授  

博士生导师，2015年博士毕业于中国科学院长春应用化学研究所，师从著名电化学专家董绍俊研究员（第三世界院士）。博士毕业后，分别在新加坡南洋理工大学、加拿大滑铁卢大学和德国柏林自由大学从事博士后研究工作，主要从事新能源材料、能源存储与转化，包括电催化、半导体光电催化、太阳能燃料绿色合成、新型太阳能转换储存器件等研究工作。近年来，在国内外重要期刊上发表论文60余篇，其中以第一作者/共同一作/通讯作者在Chem. Soc. Rev., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., ACS Catal., J. Mater. Chem. A, Chem. Eng. J等国际权威期刊发表论文23篇，其中5篇入选“ESI”高被引论文，他引4000余次，H指数32。

朱艳琳：硕士三年级学生，主要从事新能源材料，尤其是半导体光电催化材料方向的研究工作。

课题组长期高薪诚聘博士后

一、研究方向

1）太阳燃料合成（电解水制氢、光/电二氧化碳还原、双氧水绿色合成）。

2）下一代高效燃料电池催化剂的设计制备。

二、应聘条件

1）具有材料、物理、化学专业的博士学位；

2）具有独立的科研能力以及很好的英文写作能力；

4）性格开朗，善于沟通，事业心强，身体健康，年龄35周岁以下。

5）具有严谨的科研态度和良好的团队协作精神，工作勤奋踏实。

三、聘期待遇

1）全职博士后薪资待遇由基础待遇和课题组补贴构成，分为以下两类：

特别资助类：30万元/年+住房补贴2.16万/年+上沙市人才补贴9万+基金/科研奖励。

要求入选“博士后创新人才支持计划”或“博士后国际交流计划”(引进项目)，入选者资助期内享受上述待遇。

重点资助类：20万元/年+住房补贴2.16万/年+湖南省人才补贴3万+基金/科研奖励。

要求至少符合以下条件之一：

1. 博士毕业于arwu世界大学学术排名前100的海外（境外）高校或国际知名科研机构、国内双一流高校或a-及以上学科；

2. 在海外（境外）知名高校取得博士学位的非华裔人员；

3. 博士期间以第一作者或通讯作者发表本学科领域高水平研究论文（高被引或 if>10、sci一区期刊）2篇，或取得相当水平学术成果。

2）全职博士后在站期间计算工作年限从进站之日起计算，博士后期间经评审后可认定为副研究员。在站期间成果丰富，入选湖南大学“杰出博士后奖”(每年评选一次)者，可直接申请副教授岗位。

3）课题组协助申请博士后科学基金、国家自然科学基金及省市各级课题（湖南省博士后创新人才支持计划-40万元经费）。

4）全职博士后在站期间，学校提供博士后公寓或租房补贴，其子女享受我校教职工子女入托、入学待遇。

5）博士后出站后，业绩优秀者可以续聘，或根据工作意愿推荐到其他单位。

五、应聘者请提供以下材料：

1）个人简历；

2）反映本人学术水平的2篇代表作。

韩老师待人真诚，对科研有激情，在科研一线亲自指导，帮助学生提高科研能力。此外，韩老师对本实验室的博士后个人发展极为支持，有意者欢迎联系湖南大学材料学院韩磊教授，邮箱是hanlei@hnu.edu.cn。