光催化最新Nature:利用近紅外光實現光氧化還原催化過程

【引言】

近年來，光氧化還原催化領域在化學合成、聚合反應以及表面改性等數個方向都取得了引人注目的研究成果。這些反應都要求紫外或者可見光的刺激，然而這類光的輻射存在著難以克服問題。例如，可見光對大部分反應介質的穿透能力低下，阻礙了大尺度反應的進行。此外，反應物還會對光進行競爭性吸收，限制了反應的適用范圍。因此，尋找合適的光源進行更加高效的光催化反應就成為了目前亟待解決的問題。

【成果簡介】

哥倫比亞大學的T. Rovis、L. M. Campos以及哈佛大學的D. N. Congreve（共同通訊作者）等人合作發表文章，報道利用對反應介質具有更高穿透深度的近紅外光成功實現多種光氧化還原轉換。在這類轉換中，基于上轉換光物理過程，研究人員成對操控敏化劑和受體分子，使得在近紅外光輻射下兩個低能量光子能夠轉變成一個高能量光子，從而使得輸出光具有更高的能量和更短的波長。研究人員還進一步發現，受體分子本身可以作為光催化劑，能夠更加簡化反應過程。這些研究成果表明利用低能量的近紅光可以實現并簡化多種高能轉變的催化過程。2019年01月16日，相關成果以題為“Photoredox catalysis using infrared light via triplet fusion upconversion”的文章在線發表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1 近紅外光-橙光以及近紅外光-藍光的上轉換策略

圖2 近紅外光驅動的反應實例

圖3 近紅外光穿透介質實驗

圖4近紅外光以及藍光的朗伯-比爾定律應用

文獻鏈接：Photoredox catalysis using infrared light via triplet fusion upconversion（Nature, 2018, DOI: 10.1038/s41586-018-0835-2）

本文由材料人學術組NanoCJ供稿，材料牛編輯整理。

材料牛網專注于跟蹤材料領域科技及行業進展，歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱tougao@cailiaoren.com。