在利用同步辐射X射线吸收谱学技术**设计单活性位点钴基催化剂，实现太阳光驱动自发水分解中取得重要进展，通过太阳光驱动水分解的“人工光合作用”，是实现太阳能转化生产清洁可再生氢能的理想方法，也是解决未来能源与环境危机的理想途径。
然而，目前大多数光催化剂在不使用牺牲剂的条件下，很难实现太阳光驱动水分解，其效率也远远达不到实际应用需求。光解水过程包含着复杂的多电子、多步骤反应，对催化剂材料要求非常高，不仅要有合适的能级结构来吸收足够的可见光。
更关键的是要有效地分离和传输光生电子和空穴，同时还要具备**稳定的产氢和产氧活性位点。因此，寻求新型**、稳定和廉价的光催化剂依然面临着极大挑战。该研究组提出通过设计构建单活性位点结构来分离光生电子和空穴对，并作为助催化剂实现**的全解水性能。
研究人员利用氮化碳纳米空间限域效应合成原子级分散的结构位点，同步辐射X射线吸收谱学以及高角环形暗场像明确形成了单位点构型，从而获得了单位点钴基负载磷掺氮化碳复合型光催化剂。该复合结构在电子能带结构中形成特殊中间态。
不仅极大地提高了材料的可见光吸收，而且有效抑制光生电子-空穴对复合，成功将光生载流子寿命显著提高约20倍。据介绍，这种单活性位点复合型光催化剂，将为进一步提升现有光催化剂的水分解性能提供**的设计思路和方法。
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xr20001228
