光催化制氢技术，可以将太阳能直接转化为清洁且可储存的燃料，为实现清洁能源的可持续应用提供了重要的战略路径。以自发极化为特征的极性材料因其具备去极化电场，为载流子分离提供理想的驱动力，被认为是光催化制氢领域最具有潜力的催化剂材料之一。然而，传统的无机极性材料在应用中存在带隙宽、载流子传输能力差等问题。因此，开发用于光催化制氢的高性能新型光活性极性材料迫在眉睫。

近日，华东理工大学的侯宇教授和杨化桂教授团队通过引入具有不同取代位的芳香二胺配体，设计合成了一系列同构的二维D-J型卤化物钙钛矿光催化剂，(2/3/4-胺乙基吡啶)PbI4（简写为2-APDPI、3-APDPI和4-APDPI），在二维芳族D-J型钙钛矿中首次实现了自发极化促进的高效光催化制氢。

单晶X射线衍射发现这些化合物具有相似的二维D-J型金属卤化物钙钛矿结构特征，其中[PbI₄²⁻]_n骨架和有机配体交替排列。通过系列光电性质表征发现，这三个化合物的吸收度、带隙、载流子传质和能带位置等各项性质都高度一致，排除了其他潜在干扰因素对光催化制氢性能的影响。

压电力显微镜实验证明，2-APDPI和4-APDPI的压电系数（d33）分别为40 pm V⁻¹和 and 38 pm V⁻¹，远高于3-APDPI的9.6 pm V⁻¹。此外，开尔文探针力显微镜和单颗粒荧光寿命成像揭示了沿其极化方向上存在着较强的去极化电场。通过超声波引入机械力周期性改变自发极化强度，减弱溶液中离子对去极化电场屏蔽作用，2-APDPI和4-APDPI制氢活性显著提高，分别是纯光照下的2.64和3.01倍。相比之下，3-APDPI在超声光照下的制氢活性仅略高于纯光照下。鉴于这三种物质具有相同的理化性质，超声波对反应体系中传质的加速作用是一致的，这一结果进一步验证了去极化电场对光生载流子分离的促进作用。

最终，极性化合物2-APDPI和4-APDPI的光催化制氢速率是中心对称的3-APDPI的3.9倍和2.8倍。综上所述，该工作报道了极性二维卤化物钙钛矿中自发极化促进的光催化制氢，为探索新的极性光催化剂、进一步提高光催化制氢效率提供了新思路。