في التفاعلات التحفيزية الضوئية، تحدد الخصائص الجوهرية للمحفزات الضوئية مباشرة كفاءة التفاعل. ومع ذلك، تعاني المحفزات الضوئية الحالية من مشكلات رئيسية مثل تكاثف حاملات الشحنة الضوئية الشديد، وقلة مواقع النشاط على السطح، وعدم كفاية تأثير محبة الماء، مما يقيّد تطبيقاتها الفعلية بشكل كبير. لمواجهة هذه التحديات، استخدم هذا البحث تفاعل نقر الكبريتول-الألكين لإدخال مجموعات وظيفية β-مركب إيثيلامين الثيولي بشكل منهجي في البوليمر المتعدد المسام المترافق القاعدي للكاربازول PEC، مما أدى إلى بناء سلسلة من المحفزات الضوئية البوليمرية متعددة المسام المعدلة بمقادير مختلفة (PEC-1، PEC-4، PEC-8). من خلال التحليل الشامل للأداء الكهروكيميائي الضوئي والخصائص التحفيزية الضوئية، تم دراسة آلية التنظيم والعلاقة الهيكلية والوظيفية لتأثير مجموعات β-إيثيلامين الثيولية على سلوك حاملات الشحنة، وخصائص السطح، والنشاط التحفيزي الضوئي للمواد. تشير النتائج إلى أن التعديل بالتطعيم بمجموعات β-مركب إيثيلامين الثيولي يعزز بشكل ملحوظ فصل وحركة حاملات الشحنة الضوئية، ويحسن بشكل فعال خاصية محبة الماء على السطح، مما يعزز ديناميكية التفاعلات التحفيزية الضوئية بشكل تعاوني. أظهر PEC-4 أداءً مثالياً في إنتاج H2 تحت تحفيز ضوئي، حيث بلغ معدل الإنتاج المتوسط 184.2 ميكرومول في الساعة (10 ملغ من المحفز) وكفاءة الكم الظاهرة عند 450 نانومتر 2.1%. بالإضافة إلى ذلك، أظهر المحفز الضوئي البوليمري متعدد المسام المعدل استقرارًا بنيويًا يماثل ومتانة تحفيزية ممتازة عبر دورات تكرار عدة. تقدم هذه الدراسة استراتيجية جديدة قابلة للتطبيق لتصميم المحفزات البوليمرية المتعددة المسام الوظيفية وتنظيم أدائها بشكل دقيق، كما توفر أساسًا تجريبيًا ونظريًا هامًا لبناء مواد تحفيزية ضوئية فعالة.
关键词
بوليمر متعدد المسام كاربازولي; تعديل بمركب إيثيلامين الثيولي; التحفيز الضوئي; فصل وحركة حاملات الشحنة; محبة الماء