中南大学熊翔教授、赵富稳教授等人AFM:通过侧链工程调节卟啉的激子行为，实现高效的光催化析氢

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ZnTPP-5O 三种光催化剂，用于调控激子束缚能和结晶度，该方法为调控激子扩散和解离行为提供了新思路。

2 ）与 ZnTPP-1O 和 ZnTPP-5O 相比， ZnTPP-3O 具有适中的偶极矩，能够显著降低激子束缚能，同时其结晶度最高，有助于促进激子在聚集态下的离域，从而有效提升激子的解离效率。

3 ） ZnTPP-3O NP 在 AM 1.5G （ 100 mW cm ^-2 ）下实现了 21.1 mmol g ^-1 h ^-1 的 HER 性能，这是目前单组分卟啉体系的最高效率。

4 ）此外，研究者还将 ZnTPP-3O 与传统受体 IT-4F 共混，构建了 ZnTPP-3O:IT-4F 异质结纳米颗粒。该异质结具有匹配的能级结构和光谱互补性，能够显著促进电荷分离，从而在 AM 1.5G 光照下实现了 322 mmol g⁻ ¹ h⁻ ¹ 的高效产氢速率。这一结果不仅证明了异质结结构在光催化中的重要作用，也为 光催化材料的设计与优化提供了重要的实验依据 。

图文解析

如图 1a-b ， 该研究将不同长度的低聚（乙二醇）（ OEG ）链连接到卟啉上，成功制备了 ZnTPP-1O 、 ZnTPP-3O 和 ZnTPP-5O 三种光催化剂，以调节激子扩散和解离行为。如图 1c ，通过密度泛函理论（ DFT ）计算，发现三种催化剂分子的偶极矩依次增加，从 ZnTPP-1O 的 4.20 D 增加到 ZnTPP-3O 的 4.44 D ，再到 ZnTPP-5O 的 4.50 D 。这一结果表明，延长卟啉上的 OEG 链长度可以有效提高偶极矩，从而有助于降低 E _b 。

图 1 . (a) 通过侧链工程调节卟啉激子行为的示意图； (b) ZnTPP-1O 、 ZnTPP-3O 和 ZnTPP-5O 的分子结构； (c) ZnTPP-1O 、 ZnTPP-3O 和 ZnTPP-5O 的最佳几何形状和偶极矩

如图 2a-c ， 通过紫外光电子能谱（ UPS ）和低能反光电子能谱（ LEIPS ），可以计算出 ZnTPP-1O 、 ZnTPP-3O 和 ZnTPP-5O 的 E _b s 分别为 0.45 eV 、 0.27 eV 和 0.37 eV ，这表明随着卟啉分子中的

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