近日，亚洲通：材料科学与工程学院研究生周怡君为第一作者、亚洲通：为第一单位，亚洲通：董鹏玉、奚新国与华东理工大学张金龙教授为论文共同通讯作者的研究论文Functional Groups-Dependent Tp-Based COF/MgIn₂S₄ S-Scheme Heterojunction for Photocatalytic Hydrogen Evolution在材料类国际顶级期刊Advanced Functional Materials（2025, 2500733；doi: 10.1002/adfm.202500733）上发表。Advanced Functional Materials是WILEY旗下重要期刊，该期刊2023年影响因子为18.5，主要刊登材料科学领域高水平的研究成果，属于材料类Top期刊与中科院一区期刊。

为应对日益严峻的化石燃料枯竭及环境恶化问题，构建清洁能源体系已成为全球可持续发展的关键战略。在众多可再生能源中，氢能因其高能量密度和零碳排放特性被视为最具发展潜力的清洁能源载体之一。其中，光催化分解水产氢技术作为一种将太阳能直接转化为化学燃料的有效途径，近年来受到广泛关注。然而，尽管研究人员已开发出多种光催化剂（如氧化物、硫化物等），这些材料仍普遍面临可见光吸收范围较小、光生载流子复合速率过快、表面吸附/脱附能力不足等问题，严重制约了其实际应用。共价有机骨架（COFs）材料作为一类新兴的结晶性多孔材料，凭借其可调的分子结构、优异的化学稳定性和持久的孔隙率特性，已成为开发高性能多相催化剂的重要平台。特别是基于β-酮烯胺连接的Tp基COFs，因其稳定的多孔结构、优异的可见光吸收能力以及灵活的带隙调控特性，在光催化分解水产氢领域展现出显著优势。

基于上述研究背景，本论文报道了一种基于功能基团依赖的Tp基COFs与MgIn₂S₄（MIS）形成的S型异质结，用于光催化产氢。本论文通过溶剂热法合成了两种具有不同功能基团的Tp基COF（TpPa-1和TpPa-2），并分别构建了TpPa-1/MIS和TpPa-2/MIS异质结。研究发现，TpPa-1/MIS-5%的光催化产氢速率（13.16 mmol g?? h??）是TpPa-2/MIS-5%（3.05 mmol g?? h??）的4.3倍。这种差异归因于TpPa-2中的甲基功能基团（-Me）减缓了界面光生电子转移，并降低了表面亲水性，从而降低了光催化活性。相比之下，TpPa-1中的亲水性功能基团（-H）促进了光生电子的快速转移，增强了内建电场，进而提高了光催化产氢效率。总之，本论文强调了功能化基团依赖的COF基S-scheme异质结在产氢方面的独特优势，并为功能化基团影响光生电子动力学机制提供了一种新的视角。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202500733