近年来,为了应对日益严重的环境污染和能源短缺问题,人们逐渐将目光转移至太阳能这一取之不尽、用之不竭的清洁能源上,其中利用半导体吸收太阳能将水分解从而得到清洁可储存的化学燃料是解决能源危机和环境问题的有效途径,是极具发展潜力的太阳能转换技术。在光催化分解水反应中,可分为氧气析出反应和氢气析出反应两个半反应,其中氧气析出反应比氢气析出反应要求更为苛刻,它涉及到复杂的多电子转移步骤并需要外界提供很大的过电位,是一个动力学滞后的过程,因此成为限制利用光解水大规模生产清洁能源的主要障碍。近年来,氮化碳等有机聚合物光催化剂由于其结构的灵活多样性,可调控的能带结构,丰富的元素来源和高的化学耐受性等优势,在光催化分解水领域得到了积极广泛的研究。然而,有机聚合物材料普遍存在载流子分离效率低,水氧化驱动力弱以及光吸收有限等缺点,这极大限制了其在可见光下催化水分解产氧的应用,因此开发一类能够在可见光下高效产氧的光催化剂对于光催化领域的发展具有极其重要的意义。共轭梯形聚合物(Conjugated ladder polymers)是主链上的所有稠合环均为π共轭体系的一类特殊的梯形聚合物,是一种结合了石墨烯优异的电荷性能和带隙可控的高性能半导体材料,具有极强的光催化应用潜力,但很少有人研究其在光催化领域的应用。在本文中,我们通过利用1,24,5-苯四胺四盐酸盐分别与2,5-二羟基-1,4-苯醌、哌嗪-2,3,5,6-四酮、芘-4,5,9,10-四酮反应制备了三种不同的氮杂稠合共轭梯形聚合物cLP-1、cLP-2、cLP-3,测试结果表明它们带隙较窄,价带位置很深,可以确保其能够有效的吸收可见光并具有足够的过电势驱动水氧化反应。进一步实验也表明制备的此类聚合物均可以在可见光下进行产氧反应,尤其是cLP-1聚合物,该催化剂的产氧性能优于大多数报道的有机聚合物催化剂,是纯g-C3N4性能的18倍,并且该类催化剂在多次循环测试后依旧保持高催化活性和结构稳定性。此外,我们还通过光电测试分析了三种材料光催化活性差异的原因,并通过负载氢氧化钴助催化剂的方法进一步提高了材料的光催化活性。本研究首次将共轭梯形聚合物用于可见光分解水产氧,极大拓宽了其在光催化领域的应用,并为今后设计与合成具有高光催化性能的聚合物半导体催化剂提供了新的研究思路。