研究目的
通过合成并表征以呫吨骨架连接卟啉光敏剂和铼催化位点的异质Pacman化合物,以提高可见光吸收和二氧化碳还原的催化性能。
研究成果
异质Pacman化合物Re-TXP-Zn在可见光下对CO2还原为CO表现出波长无关的催化活性,其性能优于分子间体系并展现出增强的稳定性。锌卟啉单元作为有效的光敏剂,亚基间的电子通讯影响催化表现。需进一步开展机理研究以全面理解电荷转移过程。
研究不足
该研究并未通过瞬态吸收光谱明确证实电荷分离态的存在,电化学行为复杂且无法完全归属。催化性能仅限于一氧化碳生成,且超过24小时的长期稳定性未进行充分测试。
1:实验设计与方法选择:
研究通过将TXP-Zn或TXP-H2与Re(CO)5Cl在甲苯中反应合成了异核Pacman化合物(Re-TXP-Zn和Re-TXP-H2)。采用紫外-可见光谱、电喷雾质谱、元素分析、电化学方法、红外和氢谱核磁共振以及X射线衍射进行表征。光催化CO2还原实验在DMF中进行,使用牺牲电子供体(TEA或TEOA/BIH)并在CO2氛围下,以200W氙灯配合不同长波通截止滤光片照射。
2:样品选择与数据来源:
化合物经合成与纯化后,配制特定浓度(如5×10^-5 M催化剂)的DMF溶液。
3:实验设备与材料清单:
设备包括Bruker DPX-300或AV-400核磁共振仪、Cary 100或Agilent Cary 60紫外-可见光谱仪、HORIBA Jobin Yvon IBH FluoroLog-311荧光光谱仪、Spitfire ACE激光系统(瞬态吸收)、PGSTAT 101电化学工作站及岛津GC-17A气相色谱仪。材料包含硅胶、溶剂(THF、甲苯、DCM、DMF、MeOH)、Re(CO)5Cl、TXP-Zn、TXP-H2、TEA、TEOA、BIH及截止滤光片。
4:TEA、TEOA、BIH及截止滤光片。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包括甲苯中加热反应物、柱层析纯化及重结晶。光催化实验通过向溶液通入CO2、滤光照射并取样气相用GC分析CO。
5:滤光照射并取样气相用GC分析CO。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用全局拟合处理瞬态吸收动力学数据,GC定量使用校准曲线,并运用标准光谱及电化学技术。
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