基于层级空心球结构的全共轭微孔聚合物异质结高效光催化生产H2O2

研究人员通过设计含吡嗪和苯并噻二唑单元的共轭微孔聚合物(CMPs)，成功构建具有层级空心球结构的Z型异质结光催化剂(PzTP@BTTP)。该材料在纯水中实现8.19 mmol g?1 h?1的H2O2产率，使用苯甲醇时更达20.49 mmol g?1 h?1，为有机半导体光催化剂开发提供新思路。

　　

在光催化领域，共轭微孔聚合物(CMPs)因其可定制的单体结构和可调节分子轨道等特性崭露头角。但单组分CMPs普遍面临光生载流子复合的难题。这项研究巧妙设计出含吡嗪单元(PzTP)和苯并噻二唑单元(BTTP)的两种CMPs，通过模板法组装成层级空心球异质结(PzTP@BTTP)。有趣的是，这两种能级匹配的CMPs形成了Z型异质结，其光电性能远超单一组分。在蓝光照射下，该空心球结构在纯水中实现8.19 mmol g^?1 h^?1的过氧化氢(H₂O₂)产率，而使用苯甲醇作为空穴牺牲剂时，产率飙升至20.49 mmol g^?1 h^?1，展现出惊人的催化效率。这项研究证明，通过合理组合不同能级结构的CMPs构建高效异质结光催化剂具有可行性，为拓展CMPs在光催化领域的应用开辟了新途径。