氮化碳（g-C₃N₄）作为一种高稳定性、低成本的非金属光催化剂已经得到了广泛的研究。然而，考虑到其聚合物的性质，纯的g-C₃N₄有一些严重的缺点限制了其实际应用，如有限的光吸收、低导电性以及光诱导电荷的快速重组。近年来，材料领域研究者们致力于通过耦合异质结构来解决这些问题。在各种改性策略中，耦合碳质材料被认为是最环保和有效的方法之一。

近日，中国科学院理化技术研究所的只金芳研究员和赵琪助理研究员在国际知名期刊Applied Catalysis B: Environmental上发表题为“Onion-liked carbon-embedded graphitic carbon nitride for enhanced photocatalytic hydrogen evolution and dye degradation”的文章，第一作者为博士研究生石玉玺。作者通过在氮化碳催化剂中嵌入洋葱状碳(OLC)——一种具有多层石墨外壳的碳纳米结构，增强了g-C₃N₄的光催化性能。OLC具有较大的sp²碳结构区域，显示出良好的导电性，可以拓宽g-C₃N₄在可见光区的吸收，缩小g-C₃N₄的带隙，并作为电子受体促进光生载流子的分离。因此，g-C₃N₄/OLC复合材料显示出比原始g-C₃N₄高4.44倍的析氢速率（3086 μmol g^-1h^-1)，在连续操作14小时后，析氢速率未见明显降低。此外，研究显示析氢速率与OLC的sp²/sp³比例高度相关。此外，利用g-C₃N₄/OLC复合光催化剂，实现了罗丹明染料的高效光催化降解(0.1171 min^-1)。最后，基于对光致发光光谱、超快瞬时吸收光谱、光电流密度等的实验分析，讨论了OLC的重要作用并阐明了其机制。