近日，以我校研究生潘劲康为第一作者、董鹏玉教授为唯一通讯作者、盐城工学院为唯一单位的研究论文“Construction of S-scheme heterojunction from protonated D-A typed polymer and MoS2 for efficient photocatalytic H2 production”在《Chinese Journal of Catalysis》（2024, 58, 180-193）上发表。该期刊2023年影响因子为16.5，主要刊登催化化学领域高水平的研究成果，属于化学学科Top期刊与中科院1区期刊。
氢气（H2）作为一种生态友好的可持续能源，由于其高能量密度和最小的环境影响，已经引起了科学界的极大兴趣。在过去的几十年里，光催化制氢正在发展成为解决能源危机和环境问题的可行性方案，许多科学家致力于创造各种高效的光催化剂。基于其广泛的电子离域网状结构和良好的化学稳定性，共轭聚合物（CPs）在光催化水分解中表现出多种特征。一些CPs具有供体-受体（D-A）结构，可以提高载流子迁移速率，缩小带隙，并通过构建具有不同电子亲和的“块”进一步精确调节分子能级，从而提高光催化析氢活性。本文构建了一个具有亲密异质界面和S型结构的异质结(PPMS)，该异质结由具有D-A构型的质子化PyDTDO-3共轭聚合物和二维层状MoS2组成。在可见光照射下，最佳的PPMS-0.5%异质结光催化析氢效率为75.4 mmol g-1 h-1。密度泛函理论(DFT)计算表明, 内置电场的建立有利于PyDTDO-3中的电子自发转移到MoS2上，并且界面处的MoS2具有丰富的S原子作为额外的光催化析氢反应活性位点。利用飞秒瞬态吸收光谱(fs-TAS)动力学研究，结果表明，来自PyDTDO-3导带(CB)的电子转移加速了MoS2价带(VB)的空穴消耗。此外，与单组分相比，S型异质结的PPMS具有较低的吉布斯自由能(ΔGH*，0.77 eV)，表明S型异质结有利于过渡态(H*)的形成和分子氢在PPMS上的有效解吸。总之，S型异质结的PPMS表现出促进的定向电荷迁移和增加的活性位点，共同增强了光催化析氢表现。
该论文受到国家自然科学基金、江苏省青蓝工程、江苏省高等学校基础科学（自然科学）研究重大项目等项目的经费支持。感谢盐城工学院分析测试中心提供支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/S1872-2067(23)64609-1
