光触媒を利用して水分解により水素を製造することは、環境汚染を防ぐことやエネルギー危機を緩和することに重要な意味があり、簡単に製造され、高い活性を持ち、安価な光触媒を開発することは現在の光触媒水素生産分野のホットな研究課題の一つです。本研究では、電子供与性を持つピロールを電子供与体単位とし、電子受容性を持つジベンゾチオフェンスルホンを電子受容体単位とし、フラン単位をπ橋とする三元共重合法により、共重合物中で受容体と供与体の比率を調整し、一連の供与体-π-受容体型共役共重合物光触媒を製造した。比較研究の結果、共重合物中のπ単位の導入は、効果的に共重合物の共平面度を高めることができ、それによって光生成キャリヤーの伝達を促進することができます。さらに、高い共平面度は共重合物の光吸収範囲を拡大するのに有利です。また、最適化された電子受容体と供与体との相対比率は、共重合物のミクロ構造変化を調整し、それによって共重合物光触媒の水素生産活性を向上させることができます。光触媒の供与体と受容体の比率が1:10であるPy-F-BTDO-3を製造したとき、強い光吸収能力を示し、紫外-可視光照射下で最も高い光触媒水素生産活性を示し、32.53 mmol·h^-1·g^-1です。

フラン基共役共重合物;狭バンドギャップ;電子供与体と受容体単位比率;光触媒水素生産;光触媒