近年来，通过分子催化剂与半导体光敏剂的耦合构建复合光催化还原CO₂体系受到了人们的广泛关注，其结合了分子催化剂的高催化活性和选择性以及半导体光敏剂的耐久性。不同的界面相互作用，包括非共价连接（π-π共轭，静电相互作用和氢键）和共价相互作用可以用来连接分子催化剂和光收集剂。

近日，东莞理工学院Gui Chen，香港城市大学Tai-Chu Lau，法国大学研究院Marc Robert报道了通过含醛的季吡啶分子铁配合物（Feqpy-BA（qpy-BA = 4-([2,2':6',2'':6'',2'''-quaterpyridin]-4-yl)benzaldehyde）与氮化碳（C₃N₄）的席夫碱缩合反应，在原位形成的杂化体系中实现了高效、选择性的光催化CO₂还原。

文章要点

1）共价键促进了光电子注入Feqpy-BA进行CO₂还原，同时抑制了不希望发生的析氢反应。

2）在含有1,3-dimethyl-2-phenyl-2,3dihydro-1H-benzo[d]imidazole（BIH）、三乙胺（TEA）、Feqpy-BA和C₃N₄的CH₃CN溶液中，辐照(蓝色发光二极管)下，CO产率高达25.5 μmol，TON达到2554，是未连接Feqpy的10倍，选择性为95%。Feqpy-BA/C₃N₄体系的TON也高于大多数分子金属配合物/半导体光催化体系。

3）这种复合催化体系通过席夫碱反应解开了分子催化剂与半导体光敏剂的共价键，实现了CO₂的高效光催化还原，为光催化的多样化开辟了一条新的途径。

参考文献

Yue Wei, et al, Highly Efficient Photocatalytic Reduction of CO₂ to CO by In Situ Formation of a Hybrid Catalytic System Based on Molecular Iron Quaterpyridine Covalently Linked to Carbon Nitride, Angew. Chem. Int., 2022

DOI: 10.1002/anie.202116832

https://doi.org/10.1002/anie.202116832