自旋态转变是主导催化过程的重要因素，但揭示其机理仍面临缺乏催化剂模型系统的巨大挑战。

在此，华南师范大学兰亚乾教授，Jiang Liu提出{Fe-Pt}霍夫曼包合物可以作为自旋相关结构催化关系研究中的模型系统，其金属中心的动态自旋态转变可以通过碘处理进行化学操纵。

文章要点

1）以光催化合成H₂O₂为基本催化反应，当包合物中Fe(II)的自旋态为高自旋(HS)时，光合作用中不可缺少牺牲剂，因为只有光催化氧还原反应(ORR)发生；当它处于低自旋（LS）时，ORR和水氧化反应（WOR）都可以发生，在可见光照射下实现66000 μM g⁻¹ h⁻¹的高H₂O₂光合作用速率。

2）原位表征结合密度泛函理论计算证实，与HS态对应物相比，LS态可以诱导聚合物中LSFe(II)和碘化物配位Pt(IV)之间的强烈电荷转移，并降低ORR和WOR过程的能量势垒，主导着O₂饱和水中H₂O₂光合作用的开关。

3）此外，通过一锅串联反应，利用合成的H₂O₂将低附加值的烯烃磺酸钠转化为高附加值的溴醇产品，且转化率较高。这项工作通过操纵自旋交叉系统中的金属自旋态转变，为光催化整体反应的开关切换提供了开创性的研究。

参考文献

Guo-Zhang Huang, et al, On−Off Switching of a Photocatalytic Overall Reaction through Dynamic Spin-State Transition in a Hofmann Clathrate System, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c09513

https://doi.org/10.1021/jacs.3c09513