通过含有KCl的水溶液调节钾-聚(庚嗪亚胺)中的载流子动力学，并利用飞秒瞬态吸收光谱技术进行探测

《Physical Chemistry Chemical Physics》：Modulating charge carrier dynamics in potassium-poly(heptazine imide) via aqueous KCl solutions probed by femtosecond transient absorption spectroscopy

钾离子聚（七嗪亚胺）在KCl溶液中通过调控浅陷阱态电子 detrapping 机制，显著优化了其载流子动力学和光解氢性能，揭示盐溶液对石墨相氮化碳基材料光物理性质的调控作用。

　　

基于石墨碳氮化物（GCN）的材料在碱金属盐溶液中的光催化产氢（PHE）性能显著提升，这引起了越来越多的关注。然而，这些盐溶液对这些材料内部载流子动力学的影响仍不甚清楚。在本研究中，我们合成了钾聚（庚嗪亚胺）（K-PHI），并系统地分析了其在纯水和1.0 M KCl溶液中的飞秒瞬态吸收（fs-TA）光谱。值得注意的是，1.0 M KCl的存在在K-PHI的fs-TA光谱中引发了明显的受激发射现象，同时伴随着一个特征形成时间为约3.5 ns的延迟光致发光过程。这种现象归因于光生电子从浅层陷阱态中释放出来。此外，K-PHI中浅层陷阱电子的寿命发生了显著变化：在纯水中为39 ps（β ≈ 0.49），而在1.0 M KCl溶液中变为15 ps（β ≈ 0.27）。这些发现表明，KCl溶液调节了K-PHI的陷阱态能量分布，从而优化了其内在载流子动力学，使其具有更优异的PHE性能。本研究为盐溶液在调控基于GCN的光催化剂的光物理性质和载流子行为方面的作用提供了基础性见解，为高性能光催化系统的合理设计提供了机制基础。