光催化水分解有望利用可再生资源生产可储存的燃料，且没有副产物的生成导致气候变化。使用交叉偶联或缩合反应合成的一些共轭有机材料，例如共轭微孔聚合物（CMPs），线性共轭聚合物，共价有机框架和基于三嗪的框架等，在牺牲空穴清除剂的存在下，显示出了良好的光催化性能，有望用于催化解水制氢。近日，英国利物浦大学Reiner Sebastian Sprick，Andrew I. Cooper，Alexander J. Cowan福州大学Xinchen Wang，伦敦大学学院Martijn A. Zwijnenburg等制备了钴负载的线性共轭有机聚合物光催化剂，该催化剂在电子清除剂的存在下可催化水分解产生氧气。
本文要点：
1）作者研究了十个聚合物体系，其中二苯并[b，d]噻吩砜均聚物（P10）经光沉积钴助催化剂后表现出最好的性能，在相同的实验条件，其析氧速率大大超过相关的三嗪基骨架材料的析氧速率。
2）聚合物的相对析氧活性可以根据它们的预测电离势来理解，该电离势控制着水氧化的驱动力以及聚合物的光学间隙和水分散性。
3）作者使用瞬态吸收光谱法研究了性能最佳的系统（P10），发现在存在电子清除剂的情况下，激子发生了快速的氧化猝灭（皮秒），从而最大程度地减少了复合。
该工作为全有机催化剂体系的全水分解奠定了基础：例如，通过组合两种聚合物光催化剂，一种用于质子还原，另一种用于水氧化。
Reiner Sebastian Sprick, et al. Water oxidation with cobalt‐loaded linear conjugated polymer photocatalysts. Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202008000
