半导体聚合物材料在太阳能转化中作为多功能材料，并且在光催化制氢领域中展现较高的活性，有机聚合物通常含有少量残留贵金属（比如Pd簇），这类金属残留是在聚合反应过程中生成并保留在聚合物中，并且越来越多的证据表明其残留金属在光催化反应中扮演了重要作用，伦敦帝国理工学院James R. Durrant、阿卜杜拉国王科技大学Iain McCulloch、利物浦大学Sebastian Sprick等报道了通过瞬态、原位光谱表征方法，对F8BT、P3HT、二苯并[b，d]噻吩砜均聚物（dibenzo[b,d]thiophene sulfone homopolymer）、P10等聚合物材料中的残留金属进行表征，作者对Pd簇合物电荷转移对制氢反应中的作用，考察了不同残留量的Pd物种的变化情况。
比如在F8BT中，当Pd浓度＞1000 ppm (>0.1 wt. %)时，残留Pd簇合物通过能量和电荷转移能够在fs~ns尺度中对光生激子进行有效淬灭，这种作用比还原型淬灭过程有更大优势。同时，作者从光谱上表征了F8BT中还原型Pd簇在ms之后的情况，发现当Pd的残留量降低时，长寿命的电子会从Pd上转移到F8BT聚合物上。尽管长寿命电子含量降低导致F8BT的制氢性能衰减，在P10中作者却发现长寿命光生电子数量提高并导致更高的制氢性能。奇怪的是，虽然P10具有更高的催化制氢活性，长寿命的电子主要分布在聚合物上，而不是在Pd上，甚至在非常高的Pd含量条件中（Pd含量27000 ppm，2.7 wt %）。相比而言，在F8BT聚合物中，长寿命的电子在开始制氢反应的时间尺度前就分布在Pd上。以上结果说明，P10具有显著的还原淬灭活性，同时电荷向Pd转移的过程非常缓慢。但是，在F8BT中有相反的过程。总之，作者通过以上结果证明，开发高活性的聚合物制氢催化剂需要通过金属共催化剂将快速还原淬灭和快速电子转移结合。
参考文献
Michael Sachs, Hyojung Cha, Jan Kosco, Catherine M. Aitchison, Laia Francàs, Sacha Corby, Chao-Lung Chiang, Anna Wilson, Robert Godin, Alexander Fahey-Williams, Andrew Cooper, Sebastian Sprick*, Iain McCulloch*, and James R. Durrant*
Tracking Charge Transfer to Residual Metal Clusters in Conjugated Polymers for Photocatalytic Hydrogen Evolution, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI：10.1021/jacs.0c06104
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06104
