創紀錄！唐軍旺院士團隊，最新Angew！

研究概述

太陽能驅動的高轉化率二氧化碳（CO2）選擇性還原是一項具有挑戰性的任務，但對於CO2中和和綠色燃料生產都有着廣闊前景。

增強催化中心的CO2吸附可以觸發高效的CO2捕獲-轉化過程。

基於此，2024年10月28日，倫敦大學學院/清華大學唐軍旺院士、倫敦大學學院蘭陽助理教授/Xiyi Li在國際期刊Angewandte Chemie International Edition發表題爲《Engineering Single Ni Sites on 3D Cage-like Cucurbit[n]uril Ligands for Efficient and Selective CO2 Photocatalytic Reduction》的研究論文。

在這裡，研究人員引入了葫蘆[n]脲（CB[n]），一種新的分子配體家族，作爲構建用於光催化的3D籠狀金屬（鎳，Ni）-複合分子助催化劑（CB[7]-Ni）的關鍵組分。

在可見光照射下，它表現出了前所未有的產率和選擇性，其中CO的產率和選擇性分別達到72.1 µmol·h-1和97.9%。

爲了驗證產品中碳源的來源，研究人員設計了一種基於串聯反應的同位素示蹤法。

研究表明，催化過程始於從Ru(bpy)32+到Ni2+位點的光電子轉移，導致Ni2+還原爲Ni+。在籠狀配體CB[7]中局部富集的CO2分子被附近的Ni+選擇性還原形成CO產物。

這項工作展示了配體結構工程在推進高效非錨定分子助催化劑發展中的潛力。

圖文解讀

圖1：CB[7]-M催化劑的光催化CO2還原性能

圖2：CB[7]-Ni的結構和化學狀態表徵

圖3：CB[7]-Ni光催化CO2還原的電荷轉移路徑和反應機理

文獻信息

Engineering Single Ni Sites on 3D Cage-like Cucurbit[n]uril Ligands for Efficient and Selective CO2 Photocatalytic Reduction, Angewandte Chemie International Edition, 2024.