自敏化钴分子光催化剂：碱金属阳离子对H2生成活性调节的影响

《ACS Catalysis》：Self-Sensitized Cobalt Molecular Photocatalysts: The Effects of Alkali Cations on Tuning the Activity of H2 Production

本研究合成了三种钴-茜素配合物（LCoLi、LCoNa、LCoK），作为无贵金属可见光产氢催化剂，其效率顺序为LCoLi > LCoNa > LCoK。机理表明，碱金属配位环境调控促进电子转移，量子产率达0.35%。该策略为高效自敏化光催化剂的合成提供了新方法。

　　

本研究介绍了一系列钴-茜素配合物，包括L₆Co₂Li₃(TBA)₃（简称LCoLi）、L₆Co₂Na₃(TBA)₃（简称LCoNa）和L₃CoK(TBA)₂（简称LCoK）。其中，L代表茜素二阴离子，TBA代表四丁基铵阳离子。这些配合物在可见光下可作为高效的分子光催化剂用于产氢（H₂）。这些不含贵金属的配合物利用基于蒽醌的染料作为光吸收配体，具有氧化还原活性的钴中心用于质子还原，并通过邻近的惰性碱金属阳离子来调节催化活性。实验结果表明，使用不同碱金属中心时，光催化产氢效率的顺序为LCoLi > LCoNa > LCoK。在最佳条件下，LCoLi在450纳米波长下的转化数（TON）为5680，转化频率（TOF）为59.7 h^–1，量子产率（QY）为0.35%，表现出分子光催化领域的先进水平。机理研究表明，通过调节茜素和钴中心附近的碱金属阳离子的Lewis酸性，可以促进电子从电子供体向光催化剂的转移，从而实现高效的氢气生成。本报告提供了一种合成高效自敏化光催化剂的有效策略。