氫氣作為一種重要的化工原料和工業保護氣體，在國民經濟和社（shè）會發展的各個領域中發揮著（zhe）重要作用（yòng）。因此，實現氫能的低成本高效製取契（qì）合我國（guó）工業發展需求（qiú），契合新時代主題。近年（nián）來，太陽能光催化分解水技術被認為是實現清潔可持續氫氣綠色（sè）高效生產的重要途徑，素（sù）有“水中取火”之稱。然而，傳統研究更多（duō）聚（jù）焦於可見光吸收（shōu）以及光生載流子分離與傳（chuán）遞等性能對光（guāng）催（cuī）化製氫反應活性的影響，而水吸附特性作為（wéi）限製光催化製氫反應速（sù）率提升的一（yī）個重要（yào）性能，目前尚未有相（xiàng）關係統的研究（jiū）報道。

　　西安交大化工（gōng）學院楊貴東教授與澳大利亞昆士蘭大學化工學院王連洲教授共同（tóng）聚焦水吸（xī）附性能與光催化製氫反應活性之間的內在關聯（lián）。楊貴東教授（shòu）課題組選用g-C3N4為研究目（mù）標，針對於（yú）傳統塊體g-C3N4光滑（huá）表（biǎo）麵難以（yǐ）實現（xiàn）水分子有效吸附的（de）問題，提出通過催化劑表麵點缺陷位的構（gòu）築，從而強化g-C3N4水分子吸附的設想。基於該思路（lù），該課題組首次通過兩步納（nà）米鑄造（zào）法製備了新型（xíng）三維有序密堆積g-C3N4納（nà）米球陣列，研究表麵點缺陷位的催（cuī）化行為（wéi），發現（xiàn）其獨特的周期性（xìng）分層結構可隨著納（nà）米球堆疊層數的變（biàn）化提供不（bú）同數量的點缺陷位，從而使（shǐ）水分子吸附和堆疊層數產生了經典的“火山圖”關係，最終導致g-C3N4催化劑具有了堆疊層數依賴的光解水製氫活性。研究結果顯示，當平均（jun1）堆疊（dié）層數（shù）為6時，點缺陷位和水分子吸附達（dá）到了最優化的匹配值，使三維有序密堆積g-C3N4納米球陣列產生了高的（de）可見光產氫活性，比塊體g-C3N4催化劑提高（gāo）了21.2倍。這一工作（zuò）揭示了光催化反應過程中點缺（quē）陷位對提升水吸附進而促進光解水製氫反應活性的基本原理（lǐ），為通過調控表麵水吸附設計高性能（néng）光催化劑提供了重要的指導和研究思路。

　　近日，上述研究成果在全球化學頂級期刊《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）（影響（xiǎng）因子12.102）上發表論文《三維有序密堆積g-C3N4納米球陣列中（zhōng）具有堆疊層數依賴性的水吸附對光催化分解水製氫性能的影響》（Stacking-Layer-Number Dependence of Water Adsorption in 3D Ordered Close-Packed g-C3N4Nanosphere Arrays for Photocatalytic Hydrogen Evolution）的論文。該論文第一作者為化工學院博士生林波（bō），通訊作（zuò）者為楊貴東教授和王連洲教授，第一作者與第一通訊單位均為（wéi）西安交通大學化工學院。該論文實（shí）現（xiàn）了（le）化工（gōng）學院在德國應用化學期刊上發表論（lùn）文的突破（pò）。

　　楊貴東教授課（kè）題組長期從事光催化反應過程強（qiáng）化的研究工作（zuò），近年來，在《德國（guó）應用化學》《ACS催化》《應用催化（huà）B輯：環境》《納米能源》等影響因子大於10的期刊發表SCI論文11篇；被（bèi）SCI引用（yòng）1673次，其中SCI他引1518次（cì），引用超過100次的論文4篇，單篇最高（gāo）SCI他（tā）引369次；9篇入選ESI熱點/高被引論（lùn）文，其中4篇為ESI熱點論文。

　　該研究（jiū）工作得到了國家自然科學基金、陝西省自然科學基金、中央高校基本科研業務費以及香港王寬誠教育基金（jīn）的資助，以及（jí）西安交通大學國際電解質（zhì）研究中心以（yǐ）及化工學院分析測試（shì）中心的（de）儀器（qì）支持。