咨询电话:021-58952328
Angew. Chem. :卟啉金属笼主客体化学调控活性氧的生成用于选择性光催化2024-03-21
由于其环境友好性和高效性,光催化在过去的几十年中逐步发展成为一种通过廉价易得的原料来构筑具有附加值产品的有效手段。在这个领域中,选择性光催化能够精确控制反应并减少废物生成,具有更好的实用性。一系列诸如金属氧化物、量子点、金属有机框架以及贵金属纳米粒子都被发展用于光催化反应。其中,金属笼由于其良好的光吸收性能、可调节的化学结构以及主客体化学,能够增强能量和电子传递效率,因此是一种具有前景的光催化剂。然而,通过模拟酶的活性位点和底物结合空腔来同时实现催化反应的高效性和选择性是一个重要的挑战。

近日,西安交通大学的张明明教授团队通过配位自组装,构筑了一类基于卟啉的多组分金属笼,并通过金属笼的主客体性质来调控活性氧物种的产生,实现了对苯甲醇的选择性光催化氧化。

作者研究发现,在405nm光激发下,金属笼(6)能够有效地通过激发态能量转移的方式生成单线态氧(1O2)。然而,当金属笼(6)与C70结合形成主客体配合物(6⊃C70)后,电子转移途径被打开,从而促进了超氧阴离子自由基(O2·−)的产生,同时生成1O2与O2·−·。接着,在配合物6⊃C70中引入4‘4-联吡啶(BPY)时,可以与金属笼配位形成稳定性更高的配合物(6⊃BPY),将C70从空腔中挤出去,恢复高效的1O2产生能力。

0
接下来作者对苯甲醇光催化反应进行了探究。结果表明,配合物6和6⊃BPY可以有效的将苯甲醇氧化为苯甲醛,而配合物6⊃C70则可以将其氧化为苯甲酸,该类反应的产率与选择性都可以达到90%以上。

在该工作中,张明明教授团队利用卟啉金属笼的主客体化学特性,成功调控了活性氧物种的产生,并实现了对苯甲醇的选择性光催化氧化。这项研究不仅展示了一种可调控的基于金属笼的主客体识别模式,还探讨了其调控活性氧物种的产生用于选择性光催化,有利于推动金属笼及其主客体复合物在光催化中的应用。

文信息

Guest-Regulated Generation of Reactive Oxygen Species from Porphyrin-Based Multicomponent Metallacages for Selective Photocatalysis

Ke Gao, Ying Cheng, Zeyuan Zhang, Xingda Huo, Chenxing Guo, Wenlong Fu, Jianzhi Xu, Gao-Lei Hou, Xiaobo Shang, Mingming Zhang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202319488

最新产品
园区介绍