خوب تنظیم هیجان زده دولت Ru(II)-photosensitizers برای افزایش CO2 به CO تبدیل

خورشیدی-رانده کاهش CO2 به انرژی-غنی سوخت مانند شرکت HCOOH و CH3OH شده است تصور به عنوان یک بسیار امیدوار کننده رویکرد به حل بحران انرژی و آلودگی محیط زیست. در طول مولکولی فتوکاتاليستی سیستم های متعدد کاتالیزور مانند مجتمع های, Re, Ru, Fe, Co, Ni, توسعه یافته اند با جزئیات مطالعه خود را کاتالیزوری ساز. در نور نسبی بزرگسالان مطالعه توجه بیشتر و بیشتر شروع به تغییر به سرعت بخشیدن به انتقال الکترون بین کاتالیزور و آنتن مولکول به ترویج CO2 کاهش. در حال حاضر تحقیقات در این زمینه با تمرکز بر شکل گیری کامپوزیت سیستم های بین photosensitizers و کاتالیزور از طریق پیوندهای شیمیایی هیدروژن اوراق قرضه و غیره. این سیستم باعث کوتاه شدن فاصله بین photosensitizers و کاتالیزور در نتیجه بهبود الکترون قابلیت حمل و نقل بین آنها است. این مطالعات هنوز هم بسیاری از معایب مانند عدم انعطاف پذیری و نفوذ زیادی از عوامل خارجی است. بر این اساس آن را بسیار ضروری است و در عین حال چالش بزرگ برای توسعه استراتژی جایگزین برای به طرز چشمگیری افزایش فتوکاتاليستی CO2 کاهش.

در حال حاضر بهبود photosensitization توانایی PSs برای افزایش photocatalytic performance برای CO2 کاهش است که هنوز در مراحل ابتدایی است. در این زمینه اغلب استفاده می شود PSs در حال محدود به فعل MLCT (فلز به لیگاند انتقال شارژ) مجتمع مانند Ru(bpy)32+ و Ru(phen)32+ (Phen = 1,10-phenanthroline) که در آن خود را هیجان زده دولت عمر معمولا کمتر از 1 µs (τ= 600 ns برای Ru(bpy)32+ و 360 ns برای Ru(phen)32+ در CH3CN). از آن خواهد شد امیدوار کننده راه برای افزایش CO2 کاهش از طریق تنظیم هیجان زده دولت جمعیت و طول عمر این PSs به منظور بهبود خود حساس توانایی.

در حال حاضر کار محققان را به جلو یک استراتژی جدید را تا حد زیادی افزایش فتوکاتاليستی CO2 کاهش بهبود photosensitization توانایی PSs. یک خانواده Ru(II)-بر اساس PSs Ru-2, Ru-3 و Ru-4 تهيه و انتخابی علاوه بر این از پيرن / pyrenyl ethynylene به 3 - و 5-موقعیت Phen در Ru(Phen)32+ (انگشت های دست فاصله-1) (انجیر. 1). به عنوان سه گانه دولت در سطح انرژی به تدریج کاهش یافته از انگشت های دست فاصله-1 با 3MLCT دولت به انگشت های دست فاصله-4 با 3IL دولت های سه گانه طول عمر از این مجتمع شد و به تدریج طولانی مدت و حالت هیجان زده پتانسیل اکسیداسیون کمتر منفی ارائه یک پلت فرم برای مقایسه اثر PSs مختلف حساس توانایی در فتوکاتاليستی CO2 کاهش.

کارايی فرآيند فتوکاتاليستی تحت سلطه بود اکسیداسیون ساز برای انگشت های دست فاصله-1 - Ru-4-حاوی سیستم (انجیر. 2). از نظر سینتیک عمر طولانی سه گانه دولت از PSs تا حد زیادی کمک به intermolecular انتقال الکترون / انتقال انرژی. بنابراین استرن-volmer عمليات حرارتي ثابت از PSs توسط C-1 بودند در دستور 4.4 × 103 M-1 برای انگشت های دست فاصله-4 > 3.2 × 103 M-1 برای انگشت های دست فاصله-3 > 9.6 × 102 M-1 برای انگشت های دست فاصله-2 > 3.8 × 102 M-1 برای انگشت های دست فاصله-1 بود که متناسب با خود را هیجان زده دولت عمر (انجیر. 2D). از دیدگاه ترمودینامیک, هیجان زده, دولت اکسیداسیون پتانسیل PSs تعیین رانده نیروی انتقال الکترون از هیجان زده PSs به C-1. به عنوان نشان داده شده در شکل. 2F ارزش مطلق هیجان زده دولت اکسیداسیون بالقوه در جهت Ru-4 C-1 Ru-3 Ru-2 Ru-1 نشان می دهد که هیجان زده انگشت های دست فاصله-1 - Ru-3 ارائه می کنند کافی رانده نیروی برای ارائه الکترون به C-1 اما رانده زور از هیجان زده انگشت های دست فاصله-4 به C-1 فروتن بود. قابل توجه Ru-3 به عنوان یک تجارت کردن PS به طور همزمان دارای یک سه گانه عمر (68.2 µs), ca. 189 بار طولانی تر از Ru(phen)32+ و مناسب حالت هیجان زده پتانسیل اکسیداسیون (-0.92 V vs SCE). تحت های حساس توانایی Ru-3 است که بیش از 17 برابر بيشتر از نمونه Ru-1 و آن را کارآمد می تواند حساس dinuclear کاتالیست کبالت (C-1) برای فتوشيميايی CO2 به CO تبدیل بسیار بالا تن از 66480.

این کار را فراهم می کند بینش جدید به طور چشمگیری افزایش فتوکاتاليستی CO2 کاهش از طریق بهبود photosensitization.

###

نگاه کنید به مقاله:

بهبود Photosensitization برای فتوشيميايی CO2 به CO تبدیل.
پینگ وانگ Ru دونگ ترانه Guo* Jianzhang Zhao, Zhi-Ming Zhang* و تانگ-Lu Bu
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa112

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.