能源是人类社会赖以生存和发展的重要基础。自然界中，植物通过光合作用实现能源转换，利用太阳能将水和二氧化碳转化为氧气和碳水化合物。模仿自然界的光合作用，发展可以将太阳能高效转化为化学能的人工光合体系是清洁能源研究的终极目标。光催化分解水过程类似于植物的光合作用，半导体光催化材料通过吸收太阳光能量将水转化为氢气和氧气，实现这一目标的关键在于合理设计高效稳定的太阳能光催化材料。传统小分子光催化剂具有金属毒性、成本昂贵、稳定性不高、难以重复利用等缺点。因此，迫切需要从非金属、非均相等方面寻求新的光催化材料。共轭高分子是一类新型的光催化材料，具有非金属、非均相、可设计等优势，是传统均相光催化剂最具前景的替代品之一。合成共轭高分子的有机单体和化学反应种类繁多，具有可扩展的共轭体系和由此形成的能带带隙，从而在电子结构以及光物理性质上具有很好的可调控性，应用于光催化分解水领域极具前景。论文从设计和合成光催化分解水的共轭高分子科学问题出发，全面介绍了基于不同种类共轭高分子的新型光催化材料在分解水产氢、产氧和全解水反应的最新研究进展。根据高分子骨架构筑基元、分子几何结构、组装方式等将共轭高分子光催化材料细致分类；详细阐述不同构型共轭高分子的光催化分解水活性及其优缺点；从提高材料光催化分解水效率角度出发，重点讨论和总结了基于共轭高分子的光催化材料分子结构设计基本策略和性能优化方法；最后分析讨论共轭高分子光催化材料的未来发展前景以及面临的挑战。
该研究工作得到国家自然科学基金面上项目和bevictor伟德官网标志性成果培育项目的资助。
文章链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907296
（供稿：楼扬）
