近日，化学与材料工程学院在复合材料领域研究取得最新进展，研究成果以“Multiple hydrogen bonds and internal electric field modulated directional charge transfer channels for photocatalytic water splitting”为题，发表于复合材料领域国际顶级期刊《Advanced Composites and Hybrid Materials》。我校教师查汝华为第一作者，张敏为通讯作者，阜阳师范大学为第一单位。Advanced Composites and Hybrid Materials 是由Springer Nature出版的国际学术期刊，专注于复合材料和纳米复合材料研究，2024年影响因子为21.8，是中国科学院1区TOP期刊。

研究成果聚焦光催化水分解制氢是实现太阳能向清洁能源转化的关键技术。Ta3N5因合适的能带结构成为明星材料，但存在载流子迁移率低（<4.4cm2V-1s-1）、表面反应迟缓等瓶颈。针对这一问题，研究团队创新提出氢键辅助自下而上组装策略，以席夫碱衍生的氮自掺杂碳量子点（NCQDs）与二维Ta3N5纳米网为构筑单元，通过NCQDs表面-OH/-NH基团与Ta3N5中N原子形成O–H…N/N–H…N氢键网络，构建三维耦合框架。该复合体系中，氢键与界面内电场协同作用，形成定向电荷转移通道，显著促进光生载流子分离与迁移。密度泛函理论（DFT）计算证实，氢键作用使水分解反应能垒降至0.32eV，速率限制步吉布斯自由能垒低至0.27eV。实验表明，NCQDs/Ta3N5-40纳米网在AM1.5G照射下太阳能制氢效率达8.2%，较传统催化剂过电位降低62%，且在30天循环测试中保持稳定活性，H2/O2产率比符合理论值2:1。该成果突破了单一调控手段的局限，建立了分子间超共轭理论与光催化机理的关联，其氢键-内电场协同策略可推广至金属氧化物、硫化物等多类光催化体系，为高效催化剂设计提供通用范式，为工业绿氢供应提供化石燃料替代方案，具有重要的科研价值与应用前景。

一直以来，化学与材料工程学院依托"资源与环境"安徽省高峰培育学科，持续加强学科创新团队建设，凝练学科优势特色，大力推进协同攻关与成果转化，持续产出高质量研究成果，不断提升了化学及相关学科的学术知名度与影响力。

（撰稿、图片：查汝华 单位审核：乔瑞 宣传部初审：周静 终审：王清）