近日，柔性电子（未来技术）学院吕刚教授课题组与电子科技大学、德国达姆施塔特工业大学合作，在《自然•通讯》（Nature Communications）期刊发表题为“Strong synergy between gold nanoparticles and cobalt porphyrin induces highly efficient photocatalytic hydrogen evolution”的研究论文。

氢能作为一种完全清洁的可再生能源，它的制备对于解决环境污染与能源短缺问题具有重要意义，当前光催化水分解制氢是生产氢气的一种重要途径。金属卟啉类催化剂由于具有独特的共轭结构、优异的光电性能等优势被应用于析氢反应，但是其光吸收能力和光稳定性均较差。金属纳米颗粒如Au、Ag和Cu等，在可见光和/或近红外光谱区可显示出局域表面等离子体共振（LSPR）效应，具有卓越的光学特性。在光照作用下，等离子体纳米结构附近会产生局部电磁场、局部加热以及热载流子的激发，可以有效促进附近的分子的化学反应活性。然而，等离子体效应尚未被用于激发分子催化剂、从而提升分子催化剂的活性。

近日，吕刚教授课题组与电子科技大学、德国达姆施塔特工业大学合作，通过将外端带有四个吡啶基的钴卟啉（CoTPyP）分子与AuNPs进行复合，利用AuNPs的等离子体效应活化了钴卟啉分子催化剂，成功地开发出一种高效且稳定的HER光催化剂。研究表明，AuNP@CoTPyP系统优异的光催化HER活性可归功于AuNPs和CoTPyP分子之间的强协同作用。实验测试和理论计算都说明了AuNP-CoTPyP界面处等离激元纳米金产生热载流子的寿命得到延长，并且将热电子转移至CoTPyP分子LUMO的过程有利于促进HER的催化。该方法具有过程简单高效以及高成本效益的优势，该研究也为高效杂化纳米催化剂的设计和制备提供了一种全新的方法。

我院2020级硕士生盛回香为该论文的第一作者，吕刚教授为该论文的通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-37271-9

作者：柔性电子（未来技术）学院；审核：安众福