A Carboxylate‐based Hydrophilic Organic Photovoltaic Catalyst with a Large Molecular Dipole Moment for High‐Performance Photocatalytic Hydrogen Evolution

光催化 材料科学 异质结 偶极子 羧酸盐 化学工程 半导体 化学物理 光化学 纳米技术 催化作用 光电子学 化学 有机化学 工程类
作者
Huaming Sun,Jianan Fan,Rong Fan,Po Sun,Shifan Wang,Danfeng Wang,Peiyang Gu,Wenyi Tan,Yongfa Zhu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202503792
摘要

Achieving ultrafast dissociation of photogenerated excitons and efficient charge transport within the photocatalyst is a fundamental issue. Additionally, enhancing the interaction between semiconductors and water is crucial for efficient photocatalytic water splitting. Herein, we synthesized a carboxylate‐based hydrophilic polymer, hPTB7‐Th. Exposed carboxylates enhance semiconductor‐water interfacial compatibility, reducing contact resistance and accelerating charge transfer kinetics. Furthermore, the carboxylate substitution shifts polarity centers, amplifying the molecular dipole moment by 10‐fold. This induces a giant built‐in electric field, enabling ultrafast electron‐transfer process (ca. 0.31 ps) in the hPTB7‐Th:PCBM bulk heterojunction. Consequently, the hPTB7‐Th:PCBM‐based bulk heterojunction nanoparticles exhibit excellent photocatalytic activity, achieving an optimal hydrogen evolution rate of 111.5 mmol g‐1 h‐1, four times over the ester‐based counterpart (PTB7‐Th:PCBM). Moreover, the electrostatic stability imparted by the carboxylates endows hPTB7‐Th:PCBM with outstanding operational stability, maintaining 81% of its initial hydrogen evolution rate after 100 h operation. This result places it among the state‐of‐the‐art organic photovoltaic bulk heterojunction photocatalysts in terms of stability. This work establishes a molecular engineering strategy for high‐performance bulk heterojunction photocatalysts, emphasizing synergistic optimization of hydrophilicity, dipole engineering, and interfacial dynamics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
65neko完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
4秒前
今后应助干净的语山采纳,获得10
5秒前
davidli发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
谷粱靖完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
迷人的Jack发布了新的文献求助10
9秒前
猫咪老师应助舒适的书雪采纳,获得30
9秒前
SYLH应助彼得大帝采纳,获得10
12秒前
WDD发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
Stefano发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
咣叽发布了新的文献求助10
14秒前
liwang9301发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
Dalinn完成签到,获得积分10
17秒前
安稳先生完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI5应助davidli采纳,获得10
18秒前
18秒前
20秒前
panfan完成签到,获得积分10
20秒前
HughWang完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
Jasper应助LooQueSiento采纳,获得10
22秒前
Stefano完成签到,获得积分10
22秒前
不喝可乐发布了新的文献求助10
22秒前
Hello应助刹那的颜色采纳,获得10
23秒前
勤劳的筝发布了新的文献求助30
23秒前
ccccc发布了新的文献求助10
24秒前
海棠花未眠完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
26秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3814703
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3358760
关于积分的说明 10397413
捐赠科研通 3076145
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1689733
邀请新用户注册赠送积分活动 813195
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767532