10月4日消息，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）LIMNO实验室在《ACS Energy Letters》发表研究，系统揭示了卤素配体如何调控有机半导体光催化剂中铂共催化剂的表面化学，并通过碘化物表面修饰将有机半导体纳米粒子的太阳能光催化析氢性能大幅提升——700纳米波长处表观量子效率达17%，为此类材料报道的最高值之一。

有机半导体纳米粒子是新兴的低成本光催化制氢路线：可见光吸收强、可用丰产元素加工，有望达到工业可行的绿氢成本目标。这类材料需要掺入少量铂作为助催化剂，但光沉积铂的表面化学此前一直缺乏深入理解。EPFL团队研究了六卤铂酸盐(IV)前驱体（K2PtX6，X=Cl、Br、I）发现：氯铂酸盐前驱体会在铂表面留下部分还原的Pt-Cl物种，毒化活性位点，在光生电位较低的体系中严重压制析氢速率；而溴、碘铂酸盐还原更充分，基本避免这一毒化效应。进一步用碘离子修饰铂表面后，析氢速率显著提升。

方法学上，这项工作把前驱体选择这一常被忽视的合成参数提升为光催化体系设计的关键变量，对有机半导体-贵金属复合光催化剂体系具有普适指导意义：同为掺铂，选氯铂酸盐还是碘铂酸盐做前驱体，最终活性可以差距巨大。

应用前景方面，有机光催化制氢与光伏-电解路线互补：它无需外部电路、可在低浓度料浆体系中运行，但效率与稳定性仍待突破。17%的700nm量子效率意味着近红外光子利用能力的大幅提升，叠加大地丰元素体系的低成本加工优势，为分布式、低成本绿氢提供了新的技术选项。研究第一作者为Arnau Bertran，DOI: 10.1021/acsenergylett.6c01928。 （来源：Phys.org）