華東理工大學光催化製氫研究取得新進展

據華東理工大學新聞網報道：近日，國際著名學術期刊《先進功能材料》以yi研yan究jiu論lun文wen形xing式shi在zai線xian報bao道dao了le華hua東dong理li工gong大da學xue化hua學xue與yu分fen子zi工gong程cheng學xue院yuan田tian禾he院yuan士shi和he花hua建jian麗li教jiao授shou團tuan隊dui在zai太tai陽yang能neng光guang解jie水shui製zhi氫qing領ling域yu上shang的de重zhong要yao研yan究jiu進jin展zhan，論lun文wen題ti為wei“Molecular Engineering of Donor-Acceptor Conjugated Polymer/g-C3N4 Heterostructures for Significantly Enhanced Hydrogen Evolution under Visible–light Irradiation”。

太tai陽yang能neng驅qu動dong半ban導dao體ti光guang催cui化hua製zhi氫qing被bei視shi為wei解jie決jue清qing潔jie能neng源yuan製zhi備bei和he環huan境jing問wen題ti的de理li想xiang途tu徑jing之zhi一yi。目mu前qian
，光guang催cui化hua製zhi氫qing材cai料liao主zhu要yao集ji中zhong在zai無wu機ji半ban導dao體ti

，但dan這zhe些xie傳chuan統tong的de光guang催cui化hua材cai料liao存cun在zai可ke見jian光guang響xiang應ying弱ruo

、製備條件苛刻及資源短缺等問題。相對於無機半導體光催化劑
，有機半導體光催化劑具有合成方法多樣、易功能化修飾
、nengdaijiegouhedianziyitiaokongdengzhuduoyoushi，shiqizaiguangcuihuazhiqinglingyujuyoujudadeyingyongqianli。youqishijinjinianfazhanqilaideyoujigongejuhewucailiao
，youyuqihechengfangfadeduoyangxinghedantixuanzedeguangfanxing
，fuyuleyoujigongejuhewuhuaxuejiegouhedianzixingnengdeyitiaokongtexing

，chengweiyileixinxingdeyoujiguangcuihuacailiao，xiyinlezhongduodeyanjiuguanzhu。ciwai，shimoxiangdanhuatan(g-C3N4)作為一種新興的有機半導體
，有著優異的光電化學性能，被廣泛應用於光催化製氫，但其對可見光的捕獲能力較弱以及表麵電子-空穴容易複合的缺點，大大限製了其製氫性能。因此，在g-C3N4光催化界麵中如何有效地吸收光能並實現高效的光生載流子的分離與利用是光電界麵化學研究領域的重要挑戰之一。

花建麗教授課題組在前期通過染料敏化半導體改善光催化劑光捕獲能力和電子-空穴分離效率
，提高製氫性能的研究基礎上, 進一步提出了有機共軛聚合物/g-C3N4異yi質zhi結jie的de分fen子zi工gong程cheng策ce略lve提ti高gao光guang解jie水shui製zhi氫qing性xing能neng。在zai該gai項xiang工gong作zuo中zhong，研yan究jiu者zhe設she計ji合he成cheng了le三san個ge具ju有you不bu同tong電dian子zi供gong體ti和he苯ben並bing噻sai二er唑zuo受shou體ti結jie構gou單dan元yuan的de有you機ji共gong軛e聚ju合he物wu半ban導dao體ti光guang催cui化hua劑ji
，通tong過guo改gai變bian共gong軛e骨gu架jia中zhong電dian子zi供gong體ti基ji團tuan，實shi現xian有you機ji共gong軛e聚ju合he物wu帶dai隙xi的de調tiao控kong，從cong而er提ti高gao有you機ji聚ju合he物wu/g-C3N4異質結光催化活性。研究表明，在聚合物共軛骨架中引入強的電子供體（N-雜苝基團）可大大降低聚合物的能隙帶寬，提高聚合物異質結光催化劑對可見光的有效吸收，同時構成的Type II型異質結進一步促進了電子-空穴的分離
，使其表觀量子產率（AQY）在520 nm處高達27.32%
，取得有機聚合物/g-C3N4異質結光催化劑製氫最高AQY。cigongzuoweiyouxiaotigaoyoujigongejuhewudeguangcuihuaxingnengtigongleqianlijudadeshejikongjianyuzhibeicelve，bingweiqitaleixingdegaoxiaowendingjuhewubandaotiguangcuihuaji (如：MOFs、COFs和CTFs等)的開發提供了新思路。

該(gai)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)在(zai)花(hua)建(jian)麗(li)教(jiao)授(shou)和(he)龔(gong)學(xue)慶(qing)教(jiao)授(shou)的(de)指(zhi)導(dao)下(xia)，由(you)博(bo)士(shi)生(sheng)餘(yu)峰(feng)濤(tao)和(he)王(wang)誌(zhi)強(qiang)等(deng)完(wan)成(cheng)，同(tong)時(shi)獲(huo)得(de)了(le)田(tian)禾(he)院(yuan)士(shi)的(de)大(da)力(li)支(zhi)持(chi)和(he)悉(xi)心(xin)指(zhi)導(dao)。該(gai)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)得(de)到(dao)了(le)國(guo)家(jia)自(zi)然(ran)科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)、基金委創新研究群體
、中央高校基本科研業務費專項資金以及“111”引智計劃等項目資助。

原文鏈接: https://doi.org/10.1002/adfm.201804512。