當(dāng)今世界，環(huán)境污染和能源短缺是人類(lèi)社會(huì)面臨的兩大難題。太陽(yáng)能作為一種取之不盡用之不竭的可持續(xù)能源受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。其中，以可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)的光催化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在水的裂解，二氧化碳還原以及有機(jī)反應(yīng)轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域的應(yīng)用。氧氣作為一種綠色高效的氧化劑，在光催化過(guò)程中可以轉(zhuǎn)化為各種活性氧，進(jìn)而參與到有機(jī)物的高效氧化過(guò)程。將光敏活性的Ru(N^N)3金屬臂引入到穩(wěn)定的Zr框架中，為光催化劑的合成提供了嶄新的思路，可以在高度有序和結(jié)構(gòu)明晰的框架中研究光的吸收、能量轉(zhuǎn)移、電荷傳遞和底物轉(zhuǎn)化等反應(yīng)過(guò)程。
北京理工大學(xué)黃勝利等人以[Ru(bpy)2(dcbpy)]Cl2 (bpy = 2,2'-聯(lián)吡啶，dcbpy = 2,2'-聯(lián)吡啶-5,5'-二甲酸)作為柱撐體連接相鄰的二維Zr-BTB層，制備了具有一維孔道的框架Ru-1。Ru-1可在溫和條件下，對(duì)硫醚選擇性氧化成亞砜，芐胺氧化偶聯(lián)成亞胺，芳基硼酸羥基化成苯酚的反應(yīng)展現(xiàn)出極高的轉(zhuǎn)化率和良好的選擇性。研究結(jié)果表明溶劑種類(lèi)和反應(yīng)條件也會(huì)影響反應(yīng)效率。Ru-1對(duì)大部分底物具有良好的催化活性，供電子基團(tuán)修飾的底物比吸電子基團(tuán)修飾的底物更容易被催化氧化。淬滅實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在上述光催化氧化反應(yīng)中活性氧物種均為超氧自由基，光催化劑是決定活性氧種類(lèi)的決定因素。Ru-1作為一種性能優(yōu)越的非均相催化劑，具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和循環(huán)使用性。通過(guò)在分子層面對(duì)光催化劑進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)控，可以實(shí)現(xiàn)其對(duì)特定反應(yīng)進(jìn)行高效光催化，為設(shè)計(jì)性能優(yōu)異的光催化劑提供了更多的借鑒。 論文信息 Ru(N^N)3-Metalloligand Pillared Zr6–Organic Layers for Aerobic Photooxidation Xiao-Mei Wei，Yong-Fang Qi，Sheng-Li Huang* and Guo-Yu Yang* European Journal of Inorganic Chemistry DOI: 10.1002/ejic.202200204
