給體-受體半導體聚合物在光催化中的應用有無數的機會。先前的研究已經通過直接自下而上的方法展示了它們的優勢。不幸的是,這些方法通常涉及苛刻的反應條件,忽略了不受控制的聚合度對光催化的影響。此外,給體-受體聚合物中電子-空穴對(激子)分離的機理仍不清楚。
肯特州立大學Mietek Jaroniec、中國地質大學Liuyang Zhang和武漢理工大學Jiaguo Yu等提出了一種后合成方法,涉及光誘導超交聯聚合物的結構單元從給體-碳-給體狀態到給體-碳-受體狀態的轉化,從而產生具有顯著分子內偶極矩的聚合物。
本文要點:
(1)
因此,激子在轉化的聚合物中被有效地分離。這種策略的實用性由增強的光催化過氧化氫合成來舉例說明。令人鼓舞的是,作者的觀察揭示了使用時間分辨技術形成的分子內電荷轉移態,證實了涉及分離和弛豫的瞬態激子行為。
(2)
這種光誘導方法不僅指導了高效給體-受體聚合物光催化劑的開發,還應用于各種領域,包括有機太陽能電池、發光二極管和傳感器。
參考文獻:
Cheng, C., Yu, J., Xu, D. et al. In-situ formatting donor-acceptor polymer with giant dipole moment and ultrafast exciton separation. Nat Commun 15, 1313 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-45604-5
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45604-5