双核钌配合物作为选择性CO2还原为CO的光催化剂！

与植物的光合作用过程类似，将太阳能转化为化学能并将其储存起来，对于解决关键的能源和环境挑战，包括化石燃料的枯竭和全球变暖的威胁，具有重要的前景。其中一个很有前景的途径是利用光能将二氧化碳转化为高附加值的化学品。

鉴于此，近期，由筑波大学的研究人员利用具有自光敏能力的钌（Ru）双核复合物的强大光催化特性，实现了非常高效的二氧化碳还原反应。这一过程对一氧化碳 (CO) 具有高选择性。这一研究成果发表在 《美国化学学会杂志》 上。

当含有作为光催化剂的 Ru 双核复合物和牺牲还原剂的二甲基乙酰胺/H ₂ O 混合物在 1 atm CO ₂ 大气中暴露在中心波长为 450 nm 的光下 10 小时时，牺牲还原剂被全部消耗，底物 CO ₂ 被转化为 CO，选择性超过 99%。

450 纳米波长下的最大量子产率为 19.7%。此外，即使气相中的初始 CO ₂ 浓度降低到 1.5%，Ru 复合物光催化还原 CO ₂ 的效率也非常高，这表明几乎所有引入的 CO ₂ 都能转化为 CO。

图形摘要

在这种新开发的 Ru 双核复合物中，两个 Ru 复合物分子参与了光敏化作用，从而提高了复合物催化剂在反应条件下的稳定性。这种稳定性的增强归功于所使用配体的超强螯合作用。

研究人员未来计划进一步提高催化活性，以创建一个能够有效推动二氧化碳还原过程的反应系统，即使在二氧化碳浓度较低的情况下（相当于地球大气中的浓度，约为 420 ppm）也是如此。

参考文献

Tomoya Ishizuka et al, Self-Photosensitizing Dinuclear Ruthenium Catalyst for CO ₂ Reduction to CO, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI: 10.1021/jacs.3c07685

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