众所周知，催化剂结构内有效的电荷转移对于改善催化反应的性能至关重要。

有鉴于此，南京师范大学兰亚乾教授、李顺利教授和刘江等人，报道了三种用于光催化CO₂还原反应（CO2RR）的基于官能化钛氧团簇（PTC）的光催化剂：用苯基膦酸（PPOA）功能化的Ti₆，用1,1-二茂铁二羧酸（Fcdc）功能化的Ti₈-Fcdc和Ti₆-Fcdc。

本文要点

1）通过在传统PTCs中引入Fc基有机配体，有效调控PTCs的结构组成、光吸收和电荷转移效率，进而提高相应CO₂RR的光催化性能。值得注意的是，Ti₈-Fcdc和Ti₆-Fcdc的光吸收范围可以显着扩展到可见光区域，因为具有快速电子转移能力的Fcdc配体的引入触发了Ti-oxo核与Fcdc配体之间的强烈电子转移效应。

2）在此基础上，这三种PTCs被证明为分子光催化剂，可以在水中进行可见光驱动的光催化CO₂RR。特别是，Fcdc功能化的Ti₈-Fcdc和Ti₆-Fcdc均可在水中以非常高的选择性（分别为96.2％和97.5％）和活性（170.30和350.00μmol g^-1 h^-1）完成CO₂光还原制HCOO^-。

3）最重要的是，Ti₆-Fcdc的CO₂光还原制HCOO^-光合活性在已报道的PTC对CO₂RR的光催化作用中最高。该工作证明了Fc衍生配体的引入可以提高功能化光催化剂的电荷转移效率，从而显著影响CO₂RR的光催化性能。

参考文献：

Jing-Jing Liu et al. Ferrocene-Functionalized Polyoxo-Titanium Cluster for CO₂ Photoreduction. ACS Catal., 2021.

DOI: 10.1021/acscatal.0c04495

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c04495