烏普賽拉大學開發復合聚合物納米顆粒用于從水和陽光中高效穩定產氫

瑞典烏普賽拉大學(Uppsala university)的研究人員制備出一種光催化的復合聚合物納米顆粒，簡稱聚合物點(Pdots)。其可以利用水和陽光產氫，并且展示出高性能和良好的穩定性。此外，該設計環境友好，成本低廉。該成果發表在《Jouenal of the American Chemical Society》雜志上。

Pdots顆粒微小，可以良好地分散在水中。與傳統的光催化劑相比，Pdots具有更大的反應表面積，因此可以更充分地利用光能產氫。

Pdots包含3種組分：兩種包含芴和苯并噻二唑基團的共軛聚合物(PFBT和PFODTBT)和一種小分子受體(ITIC)。此外，還需要Pt作為光催化產氫的共催化劑。對Pdots進行飛秒瞬態吸收光譜研究，發現不同組分在亞皮秒時間尺度上發生的能量和電荷轉移過程。ITIC既作為光生電子的主要位點，同時也作為電子和能量的接受體。

低溫透射電鏡結果表明，ITIC在Pdots中形成晶相，促進了電子從ITIC向Pt共催化劑的轉移，提高了最終的光催化反應收率。增強的光吸收、高效的電荷分離以及理想的三組分形態使Pdots在600 nm處的外部量子效率高達7%。而僅包含一種組分的Pdots在600 nm處的外部量子效率僅有0.3%。該體系使用120 h以上仍具有較高的穩定性，且光催化劑未發生明顯降解。