分子填充可以控制有机分子纳米材料的光电特性。近日，利物浦大学Li Xiaobo、Alexander J. Cowan、Andrew I. Cooper通过填料诱导选择性切换实现分子纳米颗粒光催化合成氢气和过氧化氢。

本文要点：

1) 作者报道了一种供体-受体有机分子（2,6-双（4-氰基苯基）-4-（9-苯基-9H-咔唑-3-基）吡啶-3,5-二腈），其在水分散体中具有两种聚集状态，即无定形纳米球和具有π–π分子堆叠的有序纳米纤维。纳米纤维可以促进牺牲光催化制氢（31.85 mmol g^-1 h⁻¹），而纳米球可以产生过氧化氢（H₂O₂）（3.20 mmol g⁻¹ h⁻¹）。

2) 该催化剂可以通过直接改变分子填料来合成这两种不同的太阳能燃料。而这些不同填料影响催化剂的能带结构、激发态离域程度、激发态动力学、以及向O₂的电荷转移。作者通过将结构和光物理测量相组合来研究光催化选择性切换的机制，进而说明通过对单个有机分子进行工程纳米形态和固态填充可以实现多种光催化功能。

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Haofan Yang et.al Packing-induced selectivity switching in molecular nanoparticle photocatalysts for hydrogen and hydrogen peroxide production Nature Nanotechnology 2023

DOI: 10.1038/s41565-022-01289-9

https://doi.org/10.1038/s41565-022-01289-9