近日，河南大学纳米科学与材料工程学院白锋教授课题组在卟啉组装体光催化领域取得新进展，该成果以“Morphology-Controlled Long-Range Photogenerated Charge Carrier Transfer Pathway for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Production”为题，发表在顶级期刊 Nano Letters 上（Nano Lett. 2025, 25, 6, 2404-2410）。

近些年来，以卟啉组装体为代表的有机超子分子结构表现出高效的光催化活性，受到了研究者的广泛关注。然而，这些超分子结构通常由多种类型弱分子间相互作用组成，载流子的迁移过程深受其影响。如何在有序分子堆叠排列与光生电荷转移途径之间建立清晰的关系仍然是一个巨大的挑战。

图1 T-ZnTPyP和H-ZnTPyP载流子沿有效路径迁移过程示意图。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c00528

针对此问题，河南大学白锋教授团队在不同组装温度下合成了5,10,15,20-四（4-吡啶基）锌卟啉四棱纳米棒（T-ZnTPyPs）和六棱纳米线（H-ZnTPyPs）两种堆积结构的组装体。相比于T-ZnTPyP，H-ZnTPyPs表现出显著增强的可见光催化产氢活性。通过对有关光催化活性相关参数和理论计算的比较分析表明，高的光催化活性主要归因于H-ZnTPyP中长程π-π堆叠形成的的连续且通畅的电荷载体传输通道提高了其光生电子的传输效率。这项研究为合理设计具有可控π-π堆叠和高光催化性能的超分子光催化剂提供了一个理想的科学平台。

河南大学纳米科学与材料工程学院为论文第一通讯单位，河南大学纳米科学与材料工程学院刘双红博士研究生为第一作者，朱蕊副教授、白锋教授和钟永副教授为通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。