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太陽光催化分解水制氫是一種清潔能源技術，對解決能源危機和環境污染問題具有重要意義。目前，大多數有機光催化劑的研究集中在聚合物半導體材料，但這些粉末光催化劑存在嚴重的光捕獲和激子復合損失問題，極大限制了光催化制氫效率的提升。小分子材料具有溶解度優良、便于溶液加工、化學結構明確、易于純化和批次間差異小等優勢，但在非均相體系中研究較少。

研究團隊提出了一種基于陰陽離子雙面表面活性劑限域組裝的策略，成功將具有供體-受體結構的單組分小分子材料由原始的微米級顆粒“重塑”為尺寸均一、形貌規整的納米有機光催化劑。

該納米有機光催化劑可以在水相環境中均勻分散，形成準均相納米光催化水溶液，其粒徑分布可以在至少30天內保持穩定。與傳統的超聲分散異相催化劑相比，該準均相光催化劑的光吸收性能、激子解離效率和水潤濕性同步提升，光催化制氫速率提升了四個數量級，且在365納米光照下的表觀量子效率位于目前單結有機光催化劑的前列。

此外，為滿足不同的應用需求，研究團隊將原料需求量少的攪拌納米沉淀法應用于光催化的條件篩選，將原料需求量大、具有流動屬性的渦流強化瞬時納米沉淀法應用于光催化劑的規模化制備，從而實現了批量篩選到宏量制備的知識轉移和跨越銜接，為納米有機光催化劑的研發和生產提供了可靠的技術路徑。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1002/adma.202413440