光催化整体水分解产H₂和O₂是解决能源和环境问题的一种很有前途的策略。目前，提高光催化水分解效率的研究重点是开发有效的光催化剂，但是多数光催化剂都面临光生载流子严重复合以及缺乏足够的反应活性位点的问题。同时，为了简化光催化水分解的操作步骤和降低成本，应去除体系中的牺牲剂。

最近，有文献报道了一种在通道壁上装载了Pt/CdS光催化剂的多孔聚合物微反应器(PP12)。在PP12中，由于改善了光催化剂的分散性、电荷分离、传质性和水与光催化剂的相互作用，从而提高了H₂的产量。虽然PP12在牺牲试剂下的水光催化裂解效率较高，但在没有牺牲试剂的情况下，对纯水的光催化整体分解的效率尚未被探索。

基于此，上海交通大学潘云翔和华东理工大学李锦锦等以Co₉S₈作为共催化剂，将CdS作为光吸收剂固定在PP12的通道壁上(Co₉S₈/CdS@PP12)，在没有牺牲试剂的情况下，实现了高效的光催化水分解。

实验结果表明，在光照下，Co₉S₈/CdS@PP12的H₂和O₂生产速率分别为4.41和2.20 mmol h^-1 g_cat^-1，并且该微反应器在连续反应20小时后性能几乎没有下降，显示出优异的稳定性。此外，Co₉S₈/CdS@PP12在450 nm处AQE高达6.93%，优于文献报道的大多数无牺牲剂光催化系统。

PP12光催化纯水分解的机理为：在光照下，CdS VB中电子被激发到CB，而在CdS的VB上产生光生空穴。在PP12的帮助下，光生成电子从CdS转移到Co₉S₈上的Co-S位点，而光生成空穴从CdS转移到Co₉S₈-PP12界面上的Co-O位点。在Co-S活性位点上，由水分解产生的H⁺捕获光生电子形成H₂；在活性Co-O位点上的光生空穴与O₂^-结合生成O₂。因此，除了改善了光催化剂的电荷分离外，Co₉S₈与PP12的键合作用形成了丰富的催化活性位点，大大提高了H₂和O₂生产速率。

综上，该项工作揭示了PP12在提高光催化性能方面的重要作用，同时为无牺牲剂纯水光催化分解系统的开发提供了参考范例。

Enhanced visible-light-driven photocatalytic overall splitting of pure water in a porous microreactor. Angewandte Chemie International Edition, 2024. DOI: 10.1002/anie.202412796