利用光催化技术分解水制得氢气是实现光能资源化的重要途径，其有望解决全球能源问题。理想的光催化剂能够有效抑制光发生电荷、空穴的符合，对光催化水分解制氢起重要作用。目前催化剂多集中在二氧化钛、氮化碳、硫化物等半导体催化剂，这些催化剂或只能吸收紫外光，或产氢效率低下，或有毒，使用受到极大限制，虽然可以通过掺杂贵金属对其进行改性，但存在成本高，吸光范围窄、光生载流子极易重组、循环性差等技术问题。探索开发无需贵金属助催化剂辅助的高效产氧光催化剂成为解决上述问题的关键。

近期发表在《Advanced Materials 》上的研究成果中，清华大学的朱永法教授课题组分别用尿素、联胺、乙二胺等小分子，成功构筑了一系列基于苝酰亚胺的新型聚合物（Urea-PDI）光催化剂。

尿素-苝酰亚胺（Urea-PDI）聚合物具有最佳的结晶性和最大的分子偶极矩，赋予了聚合物光催化剂强内建电场。在光催化产氧性能方面，Urea-PDI的光谱响应范围可覆盖整个可见光谱范围，在无贵金属助催化剂的情况下表现出超高效的产氧性能，450 nm处的量子效率为3.86%，可见光下产氧速率高达3223.9 μmol g^-1 h^-1，比传统PDI超分子光催化剂产氧性能高出上百倍。不仅如此，尿素-苝酰亚胺（Urea-PDI）的结构和催化性能非常稳定，即使经过超过100 h的光照辐射，其产氧性能也没有降低。

综上，这种优异的产氧聚合物光催化剂Urea-PDI可为光催化水氧化过程的理解及新型聚合物光催化剂的开发提供一种思路和借鉴，有望为清洁能源生产做出贡献。

参考文献：Zijian Zhang, Xianjie Chen, Hanjie Zhang, Weixu Liu, Wei Zhu, et al.

A Highly Crystalline Perylene Imide Polymer with the Robust Built‐In Electric Field for Efficient Photocatalytic Water Oxidation,Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.201907746