光催化還原CO2作為解決全球變暖和能源危機(jī)的潛在途徑之一，近年來備受關(guān)注。這一過程不僅能夠?qū)厥覛怏wCO2還原生成高附加值化學(xué)品，還具備綠色環(huán)保的優(yōu)勢，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。在該領(lǐng)域中，光敏劑的合理選擇與設(shè)計是提升催化效率和選擇性的關(guān)鍵。貴金屬光敏劑（如Re和Ir化合物）因其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)和催化性能而被廣泛應(yīng)用，但其高昂的成本推動了人們對有機(jī)和非貴金屬光敏劑作為貴金屬光敏劑替代品的深入研究。掌握有機(jī)和非貴金屬光敏劑的合成、設(shè)計及結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系，有利于發(fā)展更加高效的低成本光催化還原CO2體系。
近日，寧波大學(xué)晁多斌研究組系統(tǒng)總結(jié)了有機(jī)光敏劑，以及基于Cu、Zn和Al的非貴金屬光敏劑在光催化CO2還原中的研究進(jìn)展，重點介紹了它們在不同光催化還原CO2體系的應(yīng)用。在該綜述中，作者首先分析了非貴金屬光敏劑的應(yīng)用進(jìn)展，特別是Cu、Zn和Al等金屬的貢獻(xiàn)。這些非貴金屬光敏劑通常成本較低，并且在合適條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。研究表明，通過對非貴金屬光敏劑的分子結(jié)構(gòu)或配位環(huán)境進(jìn)行精心設(shè)計，可獲得具有較高光催化活性和選擇性的體系，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)于有機(jī)光敏劑方面，作者重點討論了氨基、蒽醌、卟啉、酞菁和苯腈等有機(jī)化合物，提出這些有機(jī)化合物易于合成，為有機(jī)光敏劑的修飾提供了許多可能性，并可進(jìn)一步改善它們的光電性質(zhì)。其中，部分有機(jī)光敏劑在可見光區(qū)域具有強(qiáng)吸收、較長的三重態(tài)壽命以及良好的還原能力，在光催化還原CO2中展現(xiàn)出優(yōu)異的光敏活性。此外，大多數(shù)有機(jī)光敏劑毒性較低，對環(huán)境更為友好。 然而，一些非貴金屬光敏劑在光吸收性能、穩(wěn)定性和量子產(chǎn)率等方面仍落后于貴金屬光敏劑，部分有機(jī)光敏劑也存在穩(wěn)定性不足、效率低、選擇性差、水溶性差等問題，但這些挑戰(zhàn)在未來有望通過化合物結(jié)構(gòu)修飾和催化體系的優(yōu)化得到解決。未來的研究將致力于開發(fā)更高效、更穩(wěn)定、環(huán)境適用性廣的光敏劑體系，并通過探索新型光敏機(jī)制和優(yōu)化反應(yīng)條件，進(jìn)一步提升有機(jī)和非貴金屬光敏劑在光催化還原CO2反應(yīng)中的應(yīng)用性能。綜上所述，作者在該綜述為光催化二氧化碳還原中有機(jī)和非貴金屬光敏劑的研究現(xiàn)狀和未來發(fā)展提供了全面的總結(jié)與深入分析，能夠為該領(lǐng)域的研究人員提供重要的參考價值。 論文信息 Organic and Non-Precious Metal Photosensitizers for Photocatalytic CO2 Reduction Yilin Xue, Duobin Chao ChemPhotoChem DOI: 10.1002/cptc.202400246 
