光触媒反応において、光触媒剤の本質的な性能は反応効率を直接決定します。しかし、既存の光触媒剤は一般的に光生キャリアの再結合が激しく、表面活性部位が限られており、親水性が不足しているという重要な問題を抱えており、その実用化を著しく制約しています。これらの課題に対処するため、本研究ではチオール-アルキンのクリック反応を利用して、β-チオエチルアミン官能基をカルバゾール基共役多孔質ポリマーPECに体系的に導入し、異なる修飾モル数の多孔質ポリマー光触媒（PEC-1、PEC-4、PEC-8）を構築しました。体系的な光電気化学および光触媒性能の評価を通じて、β-チオエチルアミン官能基導入が材料のキャリア挙動、表面特性、光触媒活性に及ぼす制御メカニズムおよび構造-機能相関を探究しました。研究結果は、β-チオエチルアミンのグラフト修飾が光生キャリアの分離と移動を著しく促進し、同時に材料の表面親水性を効果的に向上させ、光触媒反応の動力学を協同的に強化することを示しています。特にPEC-4は光触媒による水素生成反応で最適な性能を示し、可視光照射下でのH₂平均生成速度は184.2 μmol·h⁻¹（10 mg触媒）、450 nmにおける見かけの量子効率は2.1％に達しました。さらに、この多孔質機能化ポリマー光触媒は複数回のサイクル反応において優れた構造安定性と触媒耐久性を示しました。本研究は、共役多孔質ポリマー光触媒の機能化の精密設計と性能制御に対する実行可能な新しい戦略を提供するとともに、高効率光触媒材料の合理的構築に重要な実験的根拠と理論的参照を提供します。

カルバゾール基多孔質ポリマー; チオエチルアミン修飾; 光触媒; キャリア分離および輸送; 親水性