全文概要
日本广岛大学Kei Kamogawa和Osamu Ishitani）研究团队开发了一种仅由地球富量元素组成的光催化系统，实现了在低浓度CO₂（1–10%）条件下高效、高选择性还原CO₂为CO。该研究通过合成带有空间位阻基团（如均三甲苯基）的Mn(I)配合物（如MnMes-CO₂TFE），成功抑制了光催化过程中不稳定的Mn二聚体形成，显著提升了催化剂的稳定性与反应效率。
本文要点
催化剂设计： 在4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶配体的6位引入大位阻基团（如均三甲苯基），有效阻止了还原态Mn配合物的二聚化，避免了光催化过程中的催化剂失活。
高效CO₂捕获与还原： 在TFE（三氟乙醇）和DIEA（二异丙基乙胺）存在下，Mn配合物可捕获CO₂形成碳酸酯中间体（MnMes-CO₂TFE），并在有机光敏剂（如4DPAIPN）作用下，将CO₂高选择性还原为CO（选择性 >99%）。
优异性能： 基于MnMes-CO₂TFE的CO生成TON高达8770，量子产率达40%，为目前使用有机光敏剂与地球富量金属催化剂体系中的最高值之一。
低浓度CO₂适应性： 即使在1–10%的低CO₂浓度下，系统仍保持较高的CO生成速率与选择性，展现了其在处理工业废气等实际应用中的潜力。
文献详情
Kei Kamogawa, Hiroki Koizumi, Osamu Ishitani. Efficient and Selective Photocatalytic Conversion of Low-Concentration CO₂ to CO Using Mn-Complex Catalysts, J. Am. Chem. Soc. (2025) DOI: 10.1021/jacs.5c10694
全文链接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c10694
