有机半导体光催化剂，更有效地利用太阳能制造氢气

显著增强氢气产生的有机半导体光催化剂可开发更有效的能量存储技术。

化石燃料的燃烧正在导致危险的气候变化，从而推动了对更清洁可再生能源的寻找。迄今为止，太阳能是最丰富的可再生能源，但要释放其潜力，需要一种方法来存储它以备后用。

储存太阳能的标准方法是使用析氢光催化剂（hydrogen evolution photocatalysts，HEP）将能量储存在分子氢的化学键中。当前，大多数HEP由单组分无机半导体制成。这些只能吸收紫外线波长的光，这限制了它们产生氢的能力。

由KAUST太阳能中心的伊恩·麦卡洛克（Iain McCulloch）领导的团队与来自美国和英国的研究人员合作，现已开发出由两种不同的半导体材料制成的HEP。他们将这些材料掺入有机纳米粒子中，可以对其进行调整以吸收更多的可见光谱。

该研究的第一作者扬·科斯科（Jan Kosco）说：“传统上，无机半导体已用于光催化领域。但是，这些材料主要吸收紫外光，其可利用的太阳光不到太阳光谱的百分之五。因此，它们的效率受到限制。”

该团队首先使用了一种称为微乳液（miniemulsion）的方法，其中有机半导体的溶液借助稳定的表面活性剂在水中乳化。接下来，他们加热乳液以驱除溶剂，剩下表面活性剂稳定的有机半导体纳米颗粒。

通过改变表面活性剂，它们能够控制纳米颗粒的结构，将它们从核-壳结构转变为混合的供体/受体结构。共混结构使它们能够在供体聚合物和非富勒烯受体之间引入异质结。

科斯科解释说：“两种结构以相同的速率吸收光，但是在核-壳结构中，只有光生空穴到达表面；然而，在混合结构中，空穴和电子都到达纳米粒子的表面，从而增强氢气的产生。

HEP表现出的氢释放速率比单组分无机HEP所能达到的氢释放速率高一个数量级。 这为下一代储能技术奠定了基础。

麦卡洛克说：“我们目前正在研究由半导体的不同混合物形成的纳米粒子的性能，以更好地了解其结构-活性关系。我们正在寻求为其他光催化反应设计纳米粒子光催化剂，例如生成氧气或二氧化碳还原。”

具体你可以看“紫外可见吸收光谱”的百科.利用紫外光谱可以推导有机化合物的分子骨架中是否含有共轭结构体系,如C=C－C=C、C=C－C=O、苯环等.利用紫外光谱鉴定有机化合物远不如利用红外光谱有效,因为很多化合物在紫外没有吸收或者只有微弱的吸收,并且紫外光谱一般比较简单,特征性不强.利用紫外光谱可以用来检验一些具有大的共轭体系或发色官能团的化合物,可以作为其他鉴定方法的补充.（1）如果一个化合物在紫外区是透明的,则说明分子中不存在共轭体系,不含有醛基、酮基或溴和碘.可能是脂肪族碳氢化合物、胺、腈、醇等不含双键或环状共轭体系的化合物.（2）如果在210～250nm有强吸收,表示有K吸收带,则可能含有两个双键的共轭体系,如共轭二烯或α,β-不饱和酮等.同样在260,300,330nm处有高强度K吸收带,在表示有三个、四个和五个共轭体系存在.（3）如果在260～300nm有中强吸收（ε=200～1000）,则表示有B带吸收,体系中可能有苯环存在.如果苯环上有共轭的生色基团存在时,则ε可以大于10000.（4）如果在250～300nm有弱吸收带（R吸收带）,则可能含有简单的非共轭并含有n电子的生色基团,如羰基等.

影响是吸电子基团相连红外吸收频率会变大。这是因为，与吸电子基团相连，电子云会部分被吸电子基团吸走，从而导致电子云收缩，键长变短，键长变短后，键能将会更大，化学键的伸缩振动和弯曲振动的频率更高。因此，其红外吸收光谱和发射光谱的频率也会更高。

对一般有机官能团，电子跃迁（从成键轨道，非键轨道到反键轨道）都伴随着键能的降低。 在配合物中一般也是如此，除了有些LMCT，电子是从配体的非键轨道跳到金属中心的非键轨道。

当卤代苯中卤素的邻、对为有强吸电子基时，容易发生亲核取代反应，酚羟基的邻、对位连有供电子基时，将使酸性↓；供电子基数目越多，酸性越弱。相反，酚羟基的邻、对位连有吸电子基时，将使酸性↑；吸电子基数目越多，酸性越强。

电子效应影响

当卤代苯中卤素的邻、对位有强吸电子基团时，容易发生亲核取代反应，为取代苯酚的制备提供了理论基础。

酚羟基的邻、对位连有供电子基团时，将使其酸性降低，供电子基团数目越多，酸性越弱。相反，酚羟基的邻、对位连有吸电子基团时，将使其酸性增加，吸电子基团数目越多，酸性越强。

当吸电子基团处于间位时，由于它们之间只存在诱导效应的影响，而不存在共轭效应，故酸性的增加并不明显。

二芳基醚的制备比较困难，由于芳卤难与亲核试剂反应；但当卤原子的邻、对位有强吸电子基团时，反应则易于发生。

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