Solar RRL: 共聚氮化碳纳米片、钌(II)配合物复合光催化剂用于可见光增强的CO2还原

为了解决能源危机和随之而来的大气中CO2浓度增加的问题,近年来,将CO2转化为能量丰富的化学物质备受关注。 在已经提出的各种反应和方案中,使用由可见光吸收的半导体和金属配合物组成的杂化光催化剂进行光催化CO2还原是一个颇具前景的方法,因为金属配合物具有良好的电化学和/或光催化还原活性。例如,用单核钌(II)配合物催化剂改性的介孔石墨型氮化碳(mpg-C3N4)能够以高选择性(> 80%)将CO2还原成甲酸。 并且在可见光下具有较高的转化数(TON> 1000对应于Ru配合物)。请注意,在相同的反应条件下,mpg-C3N4和Ru配合物均无法实现类似的功能。

氮化碳、钌配合物复合体系的光催化CO2还原机理

东京工业大学的前田和彦博士(Dr. Kazuhiko MAEDA)利用这一策略进行了一系列的尝试:通过加热包含尿素和2-氨基苄腈(ABN)的混合物,合成了一系列共聚的碳氮化物,并通过担载单核Ru(II)的配合物作为光催化CO2还原位点探究了它们的催化性能。 通过包括瞬态吸收光谱法在内的物理化学表征,深入探讨了这类催化剂的光催化机理。为了优化共聚氮化碳的光催化活性,银纳米颗粒和膦酸官能化的钌(II)络合物催化剂被结合到氮化碳纳米片上,优化后的催化剂产甲酸的转化数可以高达6000。该工作已被在线发表在最近的Solar RRL上(DOI:10.1002/solr.201900461)。