氮化碳材料的共價半導體是實現“人工光合作用”最具潛力的材料體系，人工光合作用利用材料將陽光能源，用于水分解為其氫氣和氧氣，或者將CO2轉化為高附加值化學品。但是，目前人們對于表面相互作用和電子結構在人工光合作用在反應機理過程中的作用機理仍不明確。
有鑒于此，馬克思·普朗克膠體與界面研究所Paolo Giusto等使用原位光譜技術，監測人工光合條件的氮化碳材料表面相互作用。
本文要點：
（1）
研究發現，水的吸附和光照導致表面電子密度發生改變，因此激活光催化劑，啟動水分解反應過程。
（2）
這項研究結果揭示了光催化機理的關鍵過程，表明機理通過質子耦合電子轉移過程，而且為設計效率更好的人工光合作用光催化劑提供了關鍵信息。
參考文獻
Cruz, D., ?ó?towska, S., Savateev, O. et al. Carbon nitride caught in the act of artificial photosynthesis. Nat Commun 16, 374 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-024-55518-x
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55518-x
