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”。

taiyangnengqudongbandaotiguangcuihuazhiqingbeishiweijiejueqingjienengyuanzhibeihehuanjingwentidelixiangtujingzhiyi。muqian，guangcuihuazhiqingcailiaozhuyaojizhongzaiwujibandaoti，danzhexiechuantongdeguangcuihuacailiaocunzaikejianguangxiangyingruo、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
、能neng帶dai結jie構gou和he電dian子zi易yi調tiao控kong等deng諸zhu多duo優you勢shi，使shi其qi在zai光guang催cui化hua製zhi氫qing領ling域yu具ju有you巨ju大da的de應ying用yong潛qian力li。尤you其qi是shi近jin幾ji年nian發fa展zhan起qi來lai的de有you機ji共gong軛e聚ju合he物wu材cai料liao，由you於yu其qi合he成cheng方fang法fa的de多duo樣yang性xing和he單dan體ti選xuan擇ze的de廣guang泛fan性xing，賦fu予yu了le有you機ji共gong軛e聚ju合he物wu化hua學xue結jie構gou和he電dian子zi性xing能neng的de易yi調tiao控kong特te性xing，成cheng為wei一yi類lei新xin型xing的de有you機ji光guang催cui化hua材cai料liao，吸xi引yin了le眾zhong多duo的de研yan究jiu關guan注zhu。此ci外wai，石shi墨mo相xiang氮dan化hua碳tan(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-C3N4yizhijiedefenzigongchengcelvetigaoguangjieshuizhiqingxingneng。zaigaixianggongzuozhong，yanjiuzheshejihechenglesangejuyoubutongdianzigongtihebenbingsaierzuoshoutijiegoudanyuandeyoujigongejuhewubandaotiguangcuihuaji
，tongguogaibiangongegujiazhongdianzigongtijituan

，shixianyoujigongejuhewudaixidetiaokong

，congertigaoyoujijuhewu/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。此(ci)工(gong)作(zuo)為(wei)有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)有(you)機(ji)共(gong)軛(e)聚(ju)合(he)物(wu)的(de)光(guang)催(cui)化(hua)性(xing)能(neng)提(ti)供(gong)了(le)潛(qian)力(li)巨(ju)大(da)的(de)設(she)計(ji)空(kong)間(jian)與(yu)製(zhi)備(bei)策(ce)略(lve)
，並(bing)為(wei)其(qi)它(ta)類(lei)型(xing)的(de)高(gao)效(xiao)穩(wen)定(ding)聚(ju)合(he)物(wu)半(ban)導(dao)體(ti)光(guang)催(cui)化(hua)劑(ji) (如：MOFs、COFs和CTFs等)的開發提供了新思路。

gaiyanjiugongzuozaihuajianlijiaoshouhegongxueqingjiaoshoudezhidaoxia，youboshishengyufengtaohewangzhiqiangdengwancheng，tongshihuodeletianheyuanshidedalizhichihexixinzhidao。gaiyanjiuchengguodedaoleguojiazirankexuejijin、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。