聚(1,4-二(2-噻吩基))苯促进高pH值下可见光驱动的完全水分解

摘要： 最新研究发现，通过碘蒸气辅助聚合（IVP）制备的无金属聚三噻吩（PTTh）在光照条件下可催化析氢反应（HER），且这种光增强电解过程与pH值呈现非能斯特关系。这一发现为通过调控吸光聚合物的能带结构来进一步提升反应光电压奠定了基础。区别于全噻吩主链结构，采用聚(1,4-二(2-噻吩基))苯（PDTB）可使最高占据分子轨道能级较聚噻吩降低约0.3 eV，同时PDTB在不依赖全噻吩主链的情况下仍保持光电催化性能——在pH 11条件下相对于可逆氢电极（RHE）零偏压时展现出高达600 mmol(H?) h?1 g?1的转化率。PDTB与PTTh具有相同非能斯特特性：随着pH升高起始电位（相对于RHE）增大，且在可见光照射下pH 12时的开路电位达到1.4 V（相对于RHE）。该PDTB光阴极产生的光电压超过完全水分解的理论电位（1.229 V），确实在单光子-单电子光驱动水分解体系中配合MnO?阳极实现了产氢，速率达6.4 mmol h?1 gPDTB?1。