科学家合成了一种可用于光催化分解水制氢的多孔共轭聚合物

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图2 (a) PCP5-7光催化剂的单体结构和合成反应. (b) PCP4e和PCP5-7的光催化产氢效率

开发高效的光催化剂来分解水制氢是太阳能转换领域的重大挑战之一。

近日，来自美国芝加哥大学的Luping Yu等人设计合成了一种可用于光催化分解水制氢的多孔共轭聚合物（PCP）。该设计采用共轭聚合物成分，模拟自然光合系统来捕获光子和过渡金属，以促进催化活性。研究人员合成了一系列具有光捕获生色分子和过渡金属联吡啶（bpy）位点的PCPs。这些含bpy的PCPs的光催化活性得到了大大提高，其最大产氢速率可达~ 33μmol/h。结果表明，强电子施主和弱电子受主共聚到同一高分子链是开发高效光催化剂的可行策略。该研究还表明，PCP网络中的残留钯对提高催化活性起到了关键的作用。加入2 wt%的铂催化剂后，PCP光催化剂的制氢活性可进一步提高到164 μmol/h，350nm时的表观量子产量可达1.8%。
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(JACS, 2016, DOI: 10.1021/jacs.6b03472）

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