乌普赛拉大学开发复合聚合物纳米颗粒用于从水和阳光中高效稳定产氢

瑞典乌普赛拉大学(Uppsala university)的研究人员制备出一种光催化的复合聚合物纳米颗粒，简称聚合物点(Pdots)。其可以利用水和阳光产氢，并且展示出高性能和良好的稳定性。此外，该设计环境友好，成本低廉。该成果发表在《Jouenal of the American Chemical Society》杂志上。

Pdots颗粒微小，可以良好地分散在水中。与传统的光催化剂相比，Pdots具有更大的反应表面积，因此可以更充分地利用光能产氢。

Pdots包含3种组分：两种包含芴和苯并噻二唑基团的共轭聚合物(PFBT和PFODTBT)和一种小分子受体(ITIC)。此外，还需要Pt作为光催化产氢的共催化剂。对Pdots进行飞秒瞬态吸收光谱研究，发现不同组分在亚皮秒时间尺度上发生的能量和电荷转移过程。ITIC既作为光生电子的主要位点，同时也作为电子和能量的接受体。

低温透射电镜结果表明，ITIC在Pdots中形成晶相，促进了电子从ITIC向Pt共催化剂的转移，提高了最终的光催化反应收率。增强的光吸收、高效的电荷分离以及理想的三组分形态使Pdots在600 nm处的外部量子效率高达7%。而仅包含一种组分的Pdots在600 nm处的外部量子效率仅有0.3%。该体系使用120 h以上仍具有较高的稳定性，且光催化剂未发生明显降解。