台湾清华大学JACS:体相异质结光催化制氢
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)。
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。
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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。
参考文献
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. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c13856
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13856
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