研究目的
合成并表征模拟钼蝶呤(MPT)的二硫纶配体及其钼配合物,用作将二氧化碳光还原为甲酸和一氧化碳的催化剂。
研究成果
该研究成功合成了最接近FDH活性位点的模拟物,并证明其能催化二氧化碳光还原生成甲酸和一氧化碳(转化数超过100)。仿生配合物12对二氧化碳还原表现出更高的选择性。这为理解FDH作用机制及开发更高效的仿生催化剂奠定了基础。
研究不足
复合物12无法结晶用于X射线衍射分析,因此依赖光谱方法进行表征。该催化剂在还原CO2的同时表现出与H+还原的竞争性,选择性有待优化。由于光敏剂褪色,反应约8小时后趋于平稳。
1:实验设计与方法选择:
本研究受MPT启发,通过钯催化交叉偶联反应和还原反应合成了两种二硫纶配体(H-qpdt和2H-qpdt),并将其引入钴和钼配合物中进行结构和催化性能评估。
2:样品选择与数据来源:
配体及配合物由前驱体化合物合成,通过X射线衍射、核磁共振(NMR)、紫外-可见光谱(UV/Vis)、循环伏安法和电子顺磁共振(EPR)进行表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包括X射线衍射仪、核磁共振波谱仪、紫外-可见分光光度计、循环伏安仪、电子顺磁共振波谱仪,以及用于光还原实验的300 W氙弧灯。材料包括三甲基氧鎓四氟硼酸盐、Me4NBH(OAc)3、钯催化剂、CoCpI2(CO)、K3Na[MoO2(CN)4]·6H2O、[Ru(bpy)3]Cl2、BIH、TEOA等化学品及溶剂。
4:钯催化剂、CoCpI2(CO)、K3Na[MoO2(CN)4]·6H2O、[Ru(bpy)3]ClBIH、TEOA等化学品及溶剂。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:合成在厌氧条件下分步进行,通过色谱法、结晶法纯化并进行表征。催化测试在CO2饱和的CH3CN-TEOA溶液中进行,以[Ru(bpy)3]2+为光敏剂、BIH为牺牲供体,用氙灯照射。
5:数据分析方法:
通过定量产物(HCOOH、CO、H2)计算转化数(TONs),结合光谱和电化学数据分析确认结构与性质。
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X-ray diffractometer
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