JACS:通过光催化剂还原金属的反应过程理解光催化剂的结构-活性关系
纳米技术 纳米 2022-01-15

卡内基梅隆大学Stefan Bernhard等报道通过高通量的合成和筛选对1440种杂配物(heteroleptic)[Ir(C^N)2(N^N)]+在光化学还原Sn(II)和Zn(II)阳离子生成相对应的中性金属的光化学活性。

本文要点:

(1)

通过自制光化学反应器测试反应动力学,通过自动拟合算法对初态反应速率进行测试,生成Sn(0)的速率跨越了0-120 μM/s,生成Zn(0)的速率跨越了0-90 μM/s。

(2)

光化学反应活性与以往报道的分子复合物脱气激发态寿命和发光光谱学表征结果进行对照,但是并没有得到类似结果相关规律关系,因此发展了一种光化学反应动力学规律理解反应活性的规律

发现初始反应速率与入射光子通量与三个基元反应步骤速率的乘积直接相关:光催化剂吸收的光;激发态物种通过电子供体淬灭;笼逃逸效率。当三个步骤的效率都高,实现了效率最高的光催化剂。

进一步的,提出了能够有效提升三个步骤反应速率的高催化活性催化剂设计原理。


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参考文献

Stephen DiLuzio, Timothy U. Connell, Velabo Mdluli, Jakub F. Kowalewski, and Stefan Bernhard*,Understanding Ir(III) Photocatalyst Structure–Activity Relationships: A Highly Parallelized Study of Light-Driven Metal Reduction Processes, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c12059

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12059


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