Conductivity Mechanism in Ionic 2D Carbon Nitrides: From Hydrated Ion Motion to Enhanced Photocatalysis

光催化 电导率 材料科学 离子电导率 离子 离子键合 氮化物 无机化学 载流子 化学工程 纳米技术 化学 物理化学 催化作用 光电子学 电解质 有机化学 电极 工程类 生物化学 图层(电子)
作者
Julia Kröger,Filip Podjaski,Gökçen Savaşçı,Igor L. Moudrakovski,Alberto Jiménez‐Solano,Maxwell W. Terban,Sebastian Bette,Viola Düppel,Markus Joos,Alessandro Senocrate,Robert E. Dinnebier,Christian Ochsenfeld,Bettina V. Lotsch
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (7) 被引量:73
标识
DOI:10.1002/adma.202107061
摘要

Carbon nitrides are among the most studied materials for photocatalysis; however, limitations arise from inefficient charge separation and transport within the material. Here, this aspect is addressed in the 2D carbon nitride poly(heptazine imide) (PHI) by investigating the influence of various counterions, such as M = Li+ , Na+ , K+ , Cs+ , Ba2+ , NH4+ , and tetramethyl ammonium, on the material's conductivity and photocatalytic activity. These ions in the PHI pores affect the stacking of the 2D layers, which further influences the predominantly ionic conductivity in M-PHI. Na-containing PHI outperforms the other M-PHIs in various relative humidity (RH) environments (0-42%RH) in terms of conductivity, likely due to pore-channel geometry and size of the (hydrated) ion. With increasing RH, the ionic conductivity increases by 4-5 orders of magnitude (for Na-PHI up to 10-5 S cm-1 at 42%RH). At the same time, the highest photocatalytic hydrogen evolution rate is observed for Na-PHI, which is mirrored by increased photogenerated charge-carrier lifetimes, pointing to efficient charge-carrier stabilization by, e.g., mobile ions. These results indicate that also ionic conductivity is an important parameter that can influence the photocatalytic activity. Besides, RH-dependent ionic conductivity is of high interest for separators, membranes, or sensors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
3秒前
4秒前
思源应助瓶盖采纳,获得10
6秒前
疑问发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
yx_cheng应助马旭辉采纳,获得10
11秒前
霜之哀伤发布了新的文献求助20
11秒前
无限的妙菡完成签到 ,获得积分10
13秒前
南方姑娘发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
美丽的依霜完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
科研通AI5应助唠叨的严青采纳,获得10
16秒前
威武皮带完成签到,获得积分10
18秒前
11发布了新的文献求助10
20秒前
Rondab应助马旭辉采纳,获得10
21秒前
辰昜完成签到 ,获得积分10
24秒前
27秒前
桐桐应助11采纳,获得10
28秒前
阿纯完成签到,获得积分10
29秒前
南方姑娘完成签到,获得积分10
29秒前
李爱国应助何征结采纳,获得10
30秒前
不安静白完成签到 ,获得积分20
33秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
Lc应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
Lc应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
Owen应助nananan采纳,获得10
34秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
34秒前
34秒前
34秒前
35秒前
35秒前
万能图书馆应助霜之哀伤采纳,获得30
36秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 370
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3993004
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3533831
关于积分的说明 11263946
捐赠科研通 3273597
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1806129
邀请新用户注册赠送积分活动 882968
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809629