微乳液和納米沉淀技術依賴于大量的表面活性劑,而過去未解決的異質結材料的混相問題限制了它們的效率和適用性。有鑒于此,臺灣清華大學Ho-Hsiu Chou、Shang-Da Yang、U-Ser Jeng、Kun-Han Lin等通過我們的分子設計和開發的無表面活性劑沉淀的方法,使用供體(PS)和受體(PSOS)聚合物制備了迄今為止最好的可混相的體異質結顆粒(BHJP)。
PS/PSOS共混物的相互作用參數非常接近雙節曲線,結構相似性保證了最佳的混相。實驗研究和分子動力學模擬進一步表明,表面活性劑阻礙了電子輸出的位點,降低了界面犧牲劑的濃度,減緩了極化子的形成。
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多個尺度的實驗表明,這些直徑約為12 nm的BHJP進一步形成了幾百納米的交聯分形網絡。瞬態吸收光譜顯示BHJP促進極化子形成和電子轉移。與傳統方法相比,這種 BHJP顯示出優越的析氫速率(HER)。最好的BHJP在500 nm處的HER活性達到251.2 mmol h-1 g-1,表觀量子產率為26.2%。這項工作不僅為制備BHJP提供了一種實用的方法,而且為異質結材料的發展提供了新的方向。
參考文獻
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