烏普賽拉大學(xué)開發(fā)復(fù)合聚合物納米顆粒用于從水和陽光中高效穩(wěn)定產(chǎn)氫

瑞典烏普賽拉大學(xué)(Uppsala university)的研究人員制備出一種光催化的復(fù)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(chǎn)氫，并且展示出高性能和良好的穩(wěn)定性。此外，該設(shè)計環(huán)境友好，成本低廉。該成果發(fā)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(tǒng)的光催化劑相比，Pdots具有更大的反應(yīng)表面積，因此可以更充分地利用光能產(chǎn)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(chǎn)氫的共催化劑。對Pdots進(jìn)行飛秒瞬態(tài)吸收光譜研究，發(fā)現(xiàn)不同組分在亞皮秒時間尺度上發(fā)生的能量和電荷轉(zhuǎn)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(jié)果表明，ITIC在Pdots中形成晶相，促進(jìn)了電子從ITIC向Pt共催化劑的轉(zhuǎn)移，提高了最終的光催化反應(yīng)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(tài)使Pdots在600 nm處的外部量子效率高達(dá)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(wěn)定性，且光催化劑未發(fā)生明顯降解。