韓連合，趙湘怡，許宋杰，喬小蘭

(東華大學(xué) a.纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,b.材料科學(xué)與工程學(xué)院, 上海 201620)

氫具有清潔、安全、可貯存、可運(yùn)輸?shù)戎T多優(yōu)點(diǎn),被人們認(rèn)為是一種最理想的綠色能源[1]。在眾多制氫技術(shù)中,利用半導(dǎo)體材料光催化分解水制氫在環(huán)境和能源應(yīng)用中具有巨大潛力,因此成為一種受到廣泛關(guān)注的方法[2-3]。共軛聚合物半導(dǎo)體具有良好的溶液加工性,以及可與柔性襯底兼容等特性,成為有機(jī)光電材料與器件(如有機(jī)太陽(yáng)能電池、場(chǎng)效應(yīng)晶體管)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[4-5],這類(lèi)聚合物半導(dǎo)體通常表現(xiàn)出較強(qiáng)的紫外-可見(jiàn)光吸收性能,與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料相比,其具有與太陽(yáng)光更加匹配的可見(jiàn)光吸收范圍,但這類(lèi)材料在光解水制氫領(lǐng)域的相關(guān)報(bào)道較少[6]。聚(3-己基噻吩)(poly(3-hexylthiophene,P3HT)作為聚噻吩衍生物,是一種典型的線性共軛聚合物,具有良好的加工性和穩(wěn)定性,且表現(xiàn)出較高的電荷傳輸能力和合適的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)[5],這些性質(zhì)表明P3HT可用于光催化分解水制氫。然而,Yan等[7]的研究表明以粉末狀的P3HT作為催化劑時(shí),其光解水制氫效率幾乎可以忽略不計(jì)。Sanfelice等[8]通過(guò)靜電紡絲的方法制備摻雜P3HT的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)納米纖維,優(yōu)化P3HT摻雜比例以及PMMA質(zhì)量濃度后,將這種納米纖維沉積在氟摻雜的氧化錫電極上,并通過(guò)金納米粒子(AuNPs)修飾從而制備了應(yīng)用于電化學(xué)(生物)傳感器的納米復(fù)合材料。采用阻抗譜法對(duì)PMMA/P3HT-AuNPs復(fù)合材料修飾電極的性能進(jìn)行了評(píng)估,結(jié)果表明纖維狀的P3HT增加了復(fù)合材料內(nèi)界面之間的電子轉(zhuǎn)移能力,這對(duì)P3HT在光解水產(chǎn)氫方面的應(yīng)用具有啟發(fā)意義。

利用靜電紡絲技術(shù)得到的納米纖維膜具有三維立體結(jié)構(gòu),且具有孔隙率高、比表面積大、結(jié)構(gòu)可控性好等優(yōu)點(diǎn)[9-10]。文獻(xiàn)[11-12]研究表明纖維膜狀的催化劑有望克服傳統(tǒng)粉末狀催化劑在液體介質(zhì)中不方便回收這一缺點(diǎn)。此外從影響光催化劑制氫速率的因素如光吸收、前線軌道能級(jí)、電荷分離和傳輸、材料的親水性和分散度等方面來(lái)考慮[10,13-14],利用靜電紡絲加工技術(shù)制備納米纖維狀光催化活性材料可以提高光催化材料與水的接觸面積,促進(jìn)有效的電子傳輸和分離,從而提高其光解水制氫速率。

單一的P3HT溶液不能直接通過(guò)靜電紡絲法制備成纖維膜,通常采用輔助聚合物(如PMMA、聚環(huán)氧乙烷(PEO)、聚偏氟乙烯(PVDF)等)來(lái)實(shí)現(xiàn)P3HT電紡成纖[15-17]。在光解水這一應(yīng)用中,與膜狀催化劑接觸的是水,保證纖維膜的完整性和活性材料良好的催化性能需要輔助紡絲聚合物不能溶于水且不吸光。PMMA是一種常用的靜電紡絲聚合物,可溶于多種有機(jī)溶劑,且其化學(xué)穩(wěn)定性良好、在可見(jiàn)光區(qū)域具有出色的透明度[18-19]。此外,PMMA雖不溶于水,但較PVDF具有更好的親水性,因此本文選擇其作為輔助紡絲聚合物,以P3HT和PMMA的共混溶液為紡絲液,利用靜電紡絲技術(shù),在不同溶劑體系、環(huán)境濕度及成分配比條件下制備系列P3HT/PMMA納米纖維,并對(duì)不同的P3HT/PMMA光催化分解水制氫性能進(jìn)行測(cè)試,進(jìn)一步通過(guò)相關(guān)表征對(duì)其制氫速率的差異性進(jìn)行分析。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要材料與試劑

P3HT(Mw=20 000～45 000),天津希恩思生化科技有限公司;PMMA(Mw=120 000),Sigma-Aldrichgon公司;氯仿(chloroform,CF),純度為99.0%,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;氯苯(chlorbenzene,CB),純度為99.5%,上海泰坦科技股份有限公司;三乙醇胺,純度為78.0%,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 納米纖維膜制備過(guò)程

P3HT/PMMA的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.0%,分別選擇P3HT與PMMA的質(zhì)量比為5∶95和3∶97作為對(duì)照,溶劑選擇雙組分CF/CB(即CF 和CB共混溶劑,質(zhì)量比為50∶50)共混溶劑和單一CB溶劑作為對(duì)照,空氣相對(duì)濕度為40%～80%,溫度為50 ℃,攪拌24 h配制成紡絲溶液。紡絲參數(shù):紡絲電壓為15 kV,注射器注射速度為1.0 mL/h,噴頭移動(dòng)距離為10 mm,噴頭移動(dòng)速度為10 mm/min,工作距離(噴頭與收集裝置間的距離)為12 cm。共制備4組納米纖維薄膜:組1為P3HT/PMMA(質(zhì)量比為5∶95,溶劑為CF/CB,相對(duì)濕度為79%);組2為P3HT/PMMA(質(zhì)量比為3∶97,溶劑為CF/CB,相對(duì)濕度為80%);組3為P3HT/PMMA(質(zhì)量比為3∶97,溶劑為CB,相對(duì)濕度為80%);組4為P3HT/PMMA(質(zhì)量比為3∶97,溶劑為CB,相對(duì)濕度為46%)。

1.3 納米纖維形貌結(jié)構(gòu)及相關(guān)性質(zhì)表征

采用Hitachi(日立)公司su8010型掃描電子顯微鏡對(duì)制備的P3HT/PMMA納米纖維的形貌進(jìn)行表征。

采用德國(guó)Bruker D2 phaser型粉末X射線衍射儀測(cè)試制備的P3HT/PMMA納米纖維的微結(jié)構(gòu),觀察其結(jié)晶性質(zhì),測(cè)試條件為Cu靶K-α射線,λ=0.154 nm,掃描范圍為3°～80°。

采用U-3900型紫外-可見(jiàn)光譜儀測(cè)試制備的納米纖維薄膜的吸收光譜。

采用德國(guó)Dataphysics Instrument GmbH公司的OCA40 Micro型儀器測(cè)試制備的P3HT/PMMA納米纖維薄膜的接觸角,分析其親水性。

采用光電流測(cè)試分析驗(yàn)證制備的P3HT/PMMA納米纖維膜中電子-空穴對(duì)能否有效分離。

1.4 光催化分解水制氫測(cè)試

采用Labsolar-IIIAG 型光解水系統(tǒng)(北京泊菲萊科技有限公司)進(jìn)行光解水制氫性能測(cè)試。具體測(cè)試步驟:將80 mL去離子水和20 mL三乙醇胺倒入燒杯攪拌均勻,將混合溶液倒入光解水制氫系統(tǒng)的玻璃反應(yīng)釜中,再加入制得的100 mg的P3HT/PMMA納米纖維薄膜,并在300 W氙燈照射下進(jìn)行反應(yīng)制得氫氣,然后采集微量氣體樣本,通過(guò)氣相色譜儀對(duì)所生成的氣體進(jìn)行分析,最后通過(guò)理想氣體狀態(tài)方程式計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)得到氫氣的量,如式(1)所示。

V=nRT/P

(1)

式中:V為氣體體積,m3;P為壓強(qiáng),Pa;T為氣體溫度,K;n為氣體的物質(zhì)的量,mol;R為摩爾氣體常數(shù),J/(mol·K)。

2 結(jié)果與討論

2.1 靜電紡納米纖維的形貌表征

根據(jù)Lin等[20]對(duì)聚苯乙烯(polystyrene,PS)納米纖維的研究可知,溶劑沸點(diǎn)的高低和空氣濕度的大小對(duì)都納米纖維的形貌有重要的影響。因此針對(duì)P3HT/PMMA共混體系,分別選用高沸點(diǎn)的CB和低沸點(diǎn)的CF作為溶劑體系,配制不同組分比例的紡絲液,并在不同空氣濕度下進(jìn)行靜電紡絲,本文制備的4組 P3HT/PMMA納米纖維的SEM如圖1所示。組1的P3HT/PMMA納米纖維表面出現(xiàn)了較多的孔隙,如圖1(a)(b)所示。從圖1(c)的截面圖可以粗略地看出該制備條件下所得的納米纖維出現(xiàn)相分離現(xiàn)象。組2 P3HT/PMMA納米纖維雖同樣選用CF/CB共混溶劑,但P3HT含量稍降低,空氣濕度增至80%,該制備條件下所得纖維表面同樣出現(xiàn)大量孔隙,且表現(xiàn)出相分離現(xiàn)象,如圖1(d)～(f)所示。組3和組4納米纖維溶劑均為單一的高沸點(diǎn)溶劑CB,但空氣相對(duì)濕度分別為80%和46%。由圖1(g)～(l)可以看出,組3和組4所制備的納米纖維形貌差異小,均為近似光滑的納米纖維,這說(shuō)明當(dāng)CB為溶劑時(shí),改變空氣濕度對(duì)纖維形貌幾乎沒(méi)有影響,但此時(shí)納米纖維直徑(100～200 nm)較使用CF/CB共混溶劑時(shí)(500～1 000 nm)減小。纖維表面孔隙的形成、相分離現(xiàn)象的出現(xiàn)及纖維直徑的降低有利于提高它們與液體介質(zhì)的接觸面積,從而促進(jìn)P3HT中電子-空穴對(duì)的有效分離,因此有望提高其光解水制氫速率。

從光解水制氫的角度分析,粗糙多孔的表面或直徑較小的纖維對(duì)提高比表面積和P3HT中電子-空穴對(duì)的分離是有利的[21]。P3HT/PMMA納米纖維在不同溶劑體系中形成的形貌與PS納米纖維十分相似[20]。當(dāng)含有P3HT/PMMA聚合物和溶劑分子的流體以泰勒錐形式噴射(圖2(a))時(shí),纖維成型過(guò)程大致需要經(jīng)過(guò)3個(gè)階段(即步驟1～3)。在CF/CB溶劑體系和較高的空氣濕度條件下,由于CF(低沸點(diǎn)、高蒸氣壓)的揮發(fā)性比較強(qiáng),因此射流-空氣界面迅速被CF分子占據(jù),揮發(fā)的同時(shí)需要吸收環(huán)境中熱量,因此射流周?chē)h(huán)境溫度降低,水分子在射流-空氣界面附近凝結(jié),射流表面迅速形成一層薄而有彈性的“玻璃”殼,如圖2(b)步驟1所示。同時(shí)分布在纖維表面的正電荷開(kāi)始極化并吸引凝結(jié)的微小水滴形成水囊,部分非溶劑粒子(空氣和水分)將通過(guò)殼體滲透到射流內(nèi)部造成相分離并形成孔隙,如圖2(b)的步驟2所示。最后,由于溶劑擴(kuò)散過(guò)程中的芯體收縮,在靜電力的拉伸作用下,殼體和芯體之間會(huì)發(fā)生變形從而產(chǎn)生褶皺,并且水囊干燥破裂后形成孔隙,最終形成粗糙多孔的纖維表面,如圖2(b)步驟3所示。

圖2 P3HT/PMMA靜電紡絲過(guò)程中纖維結(jié)構(gòu)形成示意圖Fig.2 Schematic images of fiber structure formation during P3HT/PMMA electrospinning

在單一CB溶劑體系下,在試驗(yàn)溫度為20 ℃時(shí),水蒸氣壓(2.34 kPa)高于CB(1.17 kPa),由此可以認(rèn)為纖維在固化前仍有足夠的時(shí)間得到拉伸。水蒸氣先在射流與空氣接觸面附近(空氣側(cè))飽和,隨后,水蒸氣作為非溶劑在液體射流P3HT/PMMA表面一側(cè)沉積 (見(jiàn)圖2(c)(d)的步驟1)。高空氣濕度下,固化的P3HT/PMMA層阻礙了水分附著在纖維表面,同時(shí)在拉伸作用下殼層消失,射流固化為光滑的纖維(見(jiàn)圖2(c)的步驟2、3)。在低空氣濕度下,可以認(rèn)為射流受到水分子作用的影響有限,僅受到拉伸固化為光滑的纖維,如圖2(d)步驟2、3所示。總之,在CF/CB溶劑體系下(高空氣濕度),膜內(nèi)纖維直徑大,表面粗糙多孔;在單一CB溶劑體系下,膜內(nèi)纖維直徑小,表面光滑。

2.2 納米纖維膜的紫外-可見(jiàn)吸收光譜

為確定P3HT/PMMA納米纖維膜中光響應(yīng)組分以及P3HT吸收光譜范圍,對(duì)所制備的P3HT/PMMA納米纖維膜、單一P3HT和PMMA膜的紫外-可見(jiàn)吸收光譜進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如圖3所示。由圖3可知,波長(zhǎng)為300～800 nm的PMMA幾乎沒(méi)有吸收光波,由此確定在光催化制氫過(guò)程中有效光活性組分僅為P3HT。與單一的P3HT膜相比,2種P3HT/PMMA(質(zhì)量比分別為3∶97和5∶95)納米纖維膜的主吸收峰位置(524和556 nm)沒(méi)有變化,而610 nm處的肩峰發(fā)生微小的偏移,靜電紡絲的2種P3HT/PMMA納米纖維中P3HT的光學(xué)帶隙較單一P3HT膜的更窄,更有利于光解水產(chǎn)氫。610 nm處肩峰的出現(xiàn),說(shuō)明納米纖維中P3HT分子有聚集,分子鏈有序排列或分子鏈間發(fā)生纏結(jié)[22]。

圖3 P3HT/PMMA納米纖維膜、單一P3HT和 PMMA膜的紫外-可見(jiàn)吸收光譜Fig.3 UV-vis absorption spectrum of P3HT/PMMA nanofiber films, single P3HT and PMMA films

2.3 納米纖維膜的光解水制氫性能及其影響因素分析

表1為4組納米纖維膜光解水產(chǎn)氫測(cè)試結(jié)果。

表1 不同時(shí)間內(nèi)4組納米纖維膜氫氣的產(chǎn)量和平均制氫速率

根據(jù)表1數(shù)據(jù)繪制氫氣產(chǎn)量隨時(shí)間變化曲線,如圖4所示。由圖4可知:4組纖維膜隨時(shí)間變化表現(xiàn)出不同的氫氣產(chǎn)生速率;組1在4 h內(nèi)產(chǎn)氫量幾乎呈線性增加,且每小時(shí)的產(chǎn)氫速率幾乎一致;組2曲線斜率先增大后減小,說(shuō)明在每單個(gè)1 h時(shí)段內(nèi)產(chǎn)氫速率先增加后降低,其中2～3 h時(shí)段產(chǎn)氫速率最高;組3納米纖維膜在3～4 h時(shí)段產(chǎn)氫速率最高;組4納米纖維膜在2～3 h時(shí)段產(chǎn)氫速率最高。由此可知,不同時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)氫速率的變化與催化劑的穩(wěn)定性和纖維形貌的變化相關(guān),但整體上看,4組納米纖維膜曲線的斜率在不同時(shí)間段內(nèi)變化較小,表明4組納米纖維催化劑都具有較好的穩(wěn)定性。

圖4 4組納米纖維膜氫氣產(chǎn)量隨時(shí)間的變化曲線Fig.4 The variation curve of hydrogen production of 4 group nanofiber membranes over time

結(jié)合紫外-可見(jiàn)吸光光譜,P3HT/PMMA纖維中活性組分僅為P3HT,因此組1～組4中有效光催化劑的含量分別為5、3、3、3 mg。由表1可知,組1和組2的制氫速率分別為74和 93 μmol/(h·g),組3和組4的制氫速率接近,分別為145和136 μmol/(h·g)。文獻(xiàn)[7]報(bào)道負(fù)載Pt的P3HT催化劑產(chǎn)氫速率約為5 μmol/(h·g),而不加Pt的P3HT產(chǎn)氫速率可忽略不計(jì),顯然纖維化后P3HT的制氫性能得到顯著提升。多孔光催化劑通常優(yōu)于非多孔光催化劑的主要原因:(1)較大的表面積和豐富的孔隙可有效捕獲更多的物質(zhì)(如有機(jī)物、水和CO2分子),有利于后續(xù)的光催化轉(zhuǎn)化;(2)光在孔隙內(nèi)的反射和散射增強(qiáng)了光的捕獲;(3)多孔光催化劑增加了活性中心密度;(4)多孔結(jié)構(gòu)縮短了電荷從纖維內(nèi)部到表面的遷移距離[23]。本文同樣從以上4個(gè)角度分析得出以下結(jié)論:P3HT納米纖維較其粉末狀材料(易團(tuán)聚)的大比表面積優(yōu)勢(shì)使得其制氫性能得到了改善。結(jié)合4組纖維膜的產(chǎn)氫結(jié)果和圖1中4組纖維膜的SEM圖可知,組1、組2纖維膜的纖維粗糙多孔和組3、組4纖維膜的纖維直徑小都對(duì)提升制氫性能起到了有益作用。

為進(jìn)一步分析組1～組4 的P3HT/PMMA納米纖維膜制氫速率的差異,采用BET法對(duì)納米纖維比表面積和孔徑分布進(jìn)行測(cè)試和分析。組1納米纖維膜得到的氮?dú)獾葴匚摳角€出現(xiàn)了截距為負(fù)的情況,產(chǎn)生這種情況的原因可能是纖維膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較差,出現(xiàn)較多球珠,但在宏觀上仍然可成膜,并且纖維膜柔軟可彎曲從而保持纖維膜的完整性,如圖5所示,其余3組P3HT/PMMA納米纖維膜情況類(lèi)似。

根據(jù)文獻(xiàn)[24]可知,粉末狀光催化活性材料的親疏水性能對(duì)其在水中的分散性有重要影響。親水性好、分散性好的材料的表面有利于水的吸附,水分子更容易接近活性位點(diǎn),這有利于提高其產(chǎn)氫性能。因此,纖維膜材料的親水性越好,越有利于纖維捕獲更多的水分子,提高其產(chǎn)氫性能。圖6為4組納米纖維膜以及單一P3HT和PMMA膜與水的接觸角測(cè)試結(jié)果。由圖6可知:所有薄膜均表現(xiàn)為疏水性質(zhì);單一P3HT和PMMA膜的接觸角分別為115°和128°;共混P3HT/PMMA納米纖維膜中,組3納米纖維膜的接觸角最小,為92°,因此該組納米纖維膜疏水性最低。在同樣條件下光催化時(shí)會(huì)有更多水分子接近活性位點(diǎn)并參與反應(yīng),這與組3納米纖維膜的產(chǎn)氫速率(145 μmol/(h·g))在4組納米纖維中最高的結(jié)果是一致的。組4納米纖維膜的接觸角和產(chǎn)氫速率與組3納米纖維膜接近,也從側(cè)面證明了這一點(diǎn)。相反,組1和組2納米纖維膜較單一P3HT的疏水程度有所提高。接觸角越大,纖維膜越疏水,材料在產(chǎn)氫過(guò)程中越易保持完整,這對(duì)光催化材料的回收是有利的,但有效光催化成分(P3HT)與水的接觸概率同時(shí)變小,這對(duì)產(chǎn)氫效率來(lái)說(shuō)是不利的,因此組1和組 2納米纖維膜的產(chǎn)氫速率較組3和組4納米纖維膜減小。

圖6 不同納米纖維膜的水接觸角測(cè)試結(jié)果Fig.6 Contact angle test for the different nanofiber membranes

與水接觸之后,半導(dǎo)體在光照作用下激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)能否傳輸?shù)桨雽?dǎo)體分子/水分子界面并產(chǎn)生分離,這對(duì)制氫性能也是至關(guān)重要的。因此,將4組納米纖維膜簡(jiǎn)單研磨后進(jìn)行粉末X-射線衍射測(cè)試,結(jié)果如圖7(a)所示。4組納米纖維膜具有幾乎相同的X-射線衍射圖譜,10°～25°的衍射峰為PMMA的非晶峰,P3HT的衍射峰都沒(méi)有出現(xiàn),因此納米纖維膜中P3HT都表現(xiàn)為非晶狀態(tài)。結(jié)合紫外-可見(jiàn)吸收光譜中610 nm處出現(xiàn)肩峰的結(jié)果可知,P3HT分子在納米纖維中有聚集但為無(wú)序排列,“聚集”主要是因?yàn)镻3HT分子鏈間發(fā)生了纏結(jié)。圖7(b)(c)為組3納米纖維膜內(nèi)單根纖維的SEM圖和S元素的Mapping圖,由此證明了P3HT基本均勻分布在纖維內(nèi)。P3HT結(jié)晶性越好,越有利于載流子的傳輸,因此可以預(yù)測(cè)如能調(diào)控P3HT發(fā)生結(jié)晶,將更有利于電子-空穴對(duì)的傳輸,從而進(jìn)一步提高其光催化性能。

為探究材料電子-空穴對(duì)是否有效分離,進(jìn)一步測(cè)試了P3HT/PMMA纖維膜的光電流大小。將固定面積(2.5 cm×2.5 cm)的P3HT/PMMA納米纖維膜夾在FTO玻璃板上,電解液采用0.5 mol/L的Na2SO4水溶液,將薄膜完全浸入電解液中并正對(duì)光源,施加2.0 V電壓,用300 W氙燈間歇性照射。組3納米纖維膜測(cè)試結(jié)果如圖8所示。由圖8可知,在一段時(shí)間內(nèi),組3光電流值在一定范圍內(nèi)循環(huán)(波峰為光電流,波谷為暗電流),這表明材料在光照下確有電子-空穴對(duì)形成和分離的過(guò)程,從而產(chǎn)生了光電流。

3 結(jié) 論

采用靜電紡絲法以PMMA為輔助聚合物,通過(guò)改變?nèi)軇╊?lèi)型、空氣濕度和P3HT含量制備了4組P3HT/PMMA納米纖維膜,并對(duì)4組P3HT/PMMA納米纖維膜光催化分解水制氫性能進(jìn)行測(cè)試分析,主要結(jié)果如下:

1)高空氣濕度以及低沸點(diǎn)CF溶劑的添加,易于形成含孔隙結(jié)構(gòu)的納米纖維,使用單一高沸點(diǎn)溶劑CB時(shí),改變空氣濕度對(duì)纖維形貌幾乎沒(méi)有影響,但纖維直徑較共混溶劑明顯變小。多孔結(jié)構(gòu)和小直徑下的P3HT/PMMA納米纖維膜,其最高產(chǎn)氫速率為145 μmol/(h·g),制氫性能較已報(bào)道的粉末狀負(fù)載Pt的P3HT制氫性能(約5 μmol/(h·g))有很大改善。

2)紫外-可見(jiàn)吸收光譜、X-射線衍射、接觸角和光電流測(cè)試結(jié)果表明,P3HT/PMMA納米纖維膜中光活性成分僅為P3HT,其分子在納米纖維中均為非晶結(jié)構(gòu),但組3纖維具有最低的疏水性,且電子-空穴對(duì)可以有效分離,與其光解水制氫性能結(jié)果一致。

P3HT納米纖維膜較其粉末狀材料在光解水制氫方面表現(xiàn)出較大的提高,但在試驗(yàn)過(guò)程中仍然存在一些問(wèn)題,如靜電紡絲P3HT/PMMA纖維中存在大量球珠,因此進(jìn)一步優(yōu)化紡絲條件,獲得直徑更小、比表面積大且均一的納米纖維對(duì)進(jìn)一步提高其制氫性能有重要意義。此外,若輔助聚合物能有比PMMA更好的親水能力,則有望進(jìn)一步提高P3HT纖維光解水產(chǎn)氫性能,添加除貴金屬以外的其他低成本、高效的共催化劑可能是新的研究方向。