给体-受体半导体聚合物在光催化中的应用有无数的机会。先前的研究已经通过直接自下而上的方法展示了它们的优势。不幸的是,这些方法通常涉及苛刻的反应条件,忽略了不受控制的聚合度对光催化的影响。此外,给体-受体聚合物中电子-空穴对(激子)分离的机理仍不清楚。
肯特州立大学Mietek Jaroniec、中国地质大学Liuyang Zhang和武汉理工大学Jiaguo Yu等提出了一种后合成方法,涉及光诱导超交联聚合物的结构单元从给体-碳-给体状态到给体-碳-受体状态的转化,从而产生具有显著分子内偶极矩的聚合物。
本文要点:
(1)
因此,激子在转化的聚合物中被有效地分离。这种策略的实用性由增强的光催化过氧化氢合成来举例说明。令人鼓舞的是,作者的观察揭示了使用时间分辨技术形成的分子内电荷转移态,证实了涉及分离和弛豫的瞬态激子行为。
(2)
这种光诱导方法不仅指导了高效给体-受体聚合物光催化剂的开发,还应用于各种领域,包括有机太阳能电池、发光二极管和传感器。
参考文献:
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