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】利用太阳光将二氧化碳转化为燃料，可以一石二鸟地坚决全球气候变暖和清洁能源开发的问题。但CO2分子本身结构惰性，很难活化，需要非常大活化能，而且光催化剂CO2还原时存在析氢的竞争反应和CO2还原产物的多样性导致其选择性较低。而目前实现高效高选择性还原CO2的关键在于根据其CO2分子的特性，开发或设计合适的光催化剂。在众多光催化剂中，聚合型氮化碳PCN因其合适的能带结构，其易调控的分子结构以及化学稳定性，而备受青睐。但目前使用聚合型氮化碳PCN还原CO2，其活性和选择性还不是很高，很难满足要求，其限制因素主要存在以下几个方面：
1）PCN结构单元七嗪基边缘的氨基-NH2结构，其活性较为惰性，且其具有的极性特性，可以很容易吸附极性的H2O分子，并不利于吸附非极性的CO2分子， 因此为了促进CO2的吸附活化和提高其选择性，需要对其氨基结构需要修饰或调控；
2）PCN有机半导体结构重复单元之间以-NH相连，激发电子在重复单元之间以跳跃传导的形式传输，导致电子传输速度较慢，效率较低，并不利于激发载流子的利用；
3）PCN的光谱活性响应范围，一般小于475 nm，通过元素掺杂或分子掺杂或敏化等形式，可以一定程度地拓展其光响应范围，但一般很少超过600 nm， 这限制了其太阳光谱利用能力；因此为了实现高效高选择性还原CO2，需要针对以上三个问题，对PCN进行相应的调控，但目前还缺乏响应有效的方法。
作者开拓性地使用了一种小分子有机碱（N-乙酰乙醇胺）去修饰前驱体分子双氰胺，两者以亲核加成的形式连接在一起，其部分不稳定的结构会进一步水解脱落，结合水热前处理，可以将羟乙基引入到中间体结构中，同时由超分子聚合生成结构修饰的三聚氰胺-三聚氰酸的超分子中间体；进一步高温煅烧，AG真人 AG平台可以得到羟乙基修饰的一维多孔氮化碳光催化剂HCNT-NA，其形貌是具有六棱柱状的一维微米管且具有明显的高晶结构（图1）。
1）引入羟乙基后，经由DRS、VB-XPS、Mott–Schottky plots以及DFT态密度计算，发现引入羟乙基后，因为其能在能级中间形成中间能级，同时其在导带形成拖尾能级，导致其电子能带结构发生明显的变化，导带和价带同时下移，同时形成中间分子能级，使其光吸收能力得到大幅度的拓展，增加光响应活性（图2）。AG真人 AG平台
2)使用飞秒超快瞬态吸收光谱，对其载流子迁移进行了分析，发现引入羟乙基后的样品其载流子寿命提高了将近一个数量级，有着明显更佳的载流子分离效率（图3）。
3）通过CO2吸附体积，结合理论计算分析其反应路径的吉布斯自由能以及CO2在催化剂的差分电荷，发现引入羟乙基同时结构所形成的纳米结构，改性后的样品有着明显增加的CO2吸附量，同时CO2也更易活化和吸附，同时激发电子能够更轻易地传递到CO2分子上，有助于CO2还原反应的进行（图4）。
4）最后将其用于光催化还原CO2，改性后的样品其活性提高将近40倍，其量子产率也高达5.2%，选择性高于98%，同时其在红外光谱下依旧具有CO2活化的响应能力。
图4，(a-c)CO2还原活性曲线吸附曲线，(e) 原位红外图谱，(f) CO2还原成CO反应路径的吉布斯自由能，(g-h) 差分电荷图
