Nature Chemistry-光催化还原CO2

摘要:日本 神户大学在Nature Chemistry上发文,报道了提出了一种不含过渡金属的催化剂体系,基于苯并咪唑啉的有机氢化物催化剂,并用于咔唑光敏剂和可见光再生的CO2还原反应CO2RR
若要减缓全球气温上升,在大气中不断增加的二氧化碳含量,是亟须解决的问题之一。为此,化学还原CO2为特定化合物,并作为能源和碳基材料,可能会有所裨益。

然而,为了使CO2还原反应CO2 reduction reaction,CO2RR在全球范围内运行,催化剂系统是必须:仅使用可再生能源,基于丰富的可用元素构建,并且不需要高能反应物。尽管光是一种有吸引力的可再生能源,但大多数现有的CO2还原反应CO2RR方法,依然使用高耗电力,并且许多催化剂是基于稀有重金属。

近日,日本 神户大学(Kobe University)Weibin Xie, Jiasheng Xu, Yasuhiro Kobori,Ryosuke Matsubara等,在Nature Chemistry上发文,报道了提出了一种不含过渡金属的催化剂体系,基于苯并咪唑啉的有机氢化物催化剂,并用于咔唑光敏剂和可见光再生的CO2还原反应CO2RR。

该催化剂系统生产周转数超过8,000甲酸盐,并且不产生其他还原产物(如H2和CO)。

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Metal-free reduction of CO2 to formate using a photochemical organohydride-catalyst recycling strategy.

基于光化学有机氢化物-催化剂循环策略,将CO2无金属还原为甲酸盐。

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图1:基于不同策略,实验二氧化碳减排。

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图2:基于可见光驱动的光反应,将铋Bi+还原为连三甲基苯1,2,3-trimethylbenzimidazoline,BIH。

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图3:光催化还原CO2反应。

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图4:咔唑自由基阳离子产生的机理研究。

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图5:BI• 转化为连三甲基苯BIH的途径。

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图6:光催化还原CO2,CO2RR的反应机理。



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