与大多数经典有机光催化剂（5-10nm）相关的短激子扩散长度（LD）严重限制了光催化析氢效率。
近日，南工大张仕明教授，中国科学院化学研究所Yuze Lin设计并合成了一种不使用高性能电子受体中广泛存在的中心吸电子单元，如Y6的“噻二唑”的光伏有机光催化剂，命名为F1光催化剂。
文章要点
1）研究发现，相对于Y6，F1具有明显更高的光致发光量子产率（PLQY），达到9.3%，3.32×1016 nm4 M−1 cm−1的更大积分光谱重叠（J），导致20nm的更长LD。
2）在相同的测试条件下(AM 1.5G，100 mW cm-2光照10小时)，基于F1的SC-NPs的平均析氢（HER）速率是Y6的两倍以上。优化后的F1 NPs的HER平均值达到152.60 mmol h−1 g−1。据了解，152.60 mmol h−1 g−1是有机Sc-NP光催化剂光催化析氢的最佳性能之一，甚至高于已报道的某些BHJ-NPs。
这项工作表明，通过调节分子结构来优化电子性质，对于开发具有长LD的光伏材料和促进有机半导体光催化析氢的改进具有很好的应用前景。此外，这一策略也可以扩展到其他一些相关领域，如有机太阳能电池和光电探测器。
参考文献
Yufan Zhu, et al, Organic Photovoltaic Catalyst with Extended Exciton Diffusion for High-Performance Solar Hydrogen Evolution, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c03161
https://doi.org/10.1021/jacs.2c03161
