台湾清华大学JACS：体异质结颗粒光催化制氢
学术
2024-12-23 19:57
上海
微乳液和纳米沉淀技术依赖于大量的表面活性剂，而过去未解决的异质结材料的混相问题限制了它们的效率和适用性。有鉴于此，台湾清华大学Ho-Hsiu Chou、Shang-Da Yang、U-Ser Jeng、Kun-Han Lin等通过我们的分子设计和开发的无表面活性剂沉淀的方法，使用供体（PS）和受体（PSOS）聚合物制备了迄今为止最好的可混相的体异质结颗粒（BHJP）。要点1. PS/PSOS共混物的相互作用参数非常接近双节曲线，结构相似性保证了最佳的混相。实验研究和分子动力学模拟进一步表明，表面活性剂阻碍了电子输出的位点，降低了界面牺牲剂的浓度，减缓了极化子的形成。要点2. 多个尺度的实验表明，这些直径约为12 nm的BHJP进一步形成了几百纳米的交联分形网络。瞬态吸收光谱显示BHJP促进极化子形成和电子转移。与传统方法相比，这种 BHJP显示出优越的析氢速率（HER）。最好的BHJP在500 nm处的HER活性达到251.2 mmol h-1 g-1，表观量子产率为26.2%。这项工作不仅为制备BHJP提供了一种实用的方法，而且为异质结材料的发展提供了新的方向。Wei-Cheng Lin, Yu-En Sun, Ying-Rang Zhuang, Tse-Fu Huang, Kuei-Jhong Lin, Mohamed M. Elsenety, Jui-Chen Yen, Hung-Kai Hsu, Bo-Han Chen, Chen-Yu Chang, Je-Wei Chang, Hsin-Ni Huang, Bing-Heng Li, Siriporn Jungsuttiwong, Toton Haldar, Shin-Huei Wang, Wan-Chi Lin, Tien-Lin Wu, Chin-Wen Chen, Chi-Hua Yu, An-Chung Su, Kun-Han Lin*, U-Ser Jeng*, Shang-Da Yang*, and Ho-Hsiu Chou*, Optimally Miscible Polymer Bulk-Heterojunction-Particles for Nonsurfactant Photocatalytic Hydrogen Evolution, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c13856https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13856
