光催化最新Nature:利用近红外光实现光氧化还原催化过程

nanoCJ 5年前 (2019-01-17) 9863浏览

【引言】

近年来，光氧化还原催化领域在化学合成、聚合反应以及表面改性等数个方向都取得了引人注目的研究成果。这些反应都要求紫外或者可见光的刺激，然而这类光的辐射存在着难以克服问题。例如，可见光对大部分反应介质的穿透能力低下，阻碍了大尺度反应的进行。此外，反应物还会对光进行竞争性吸收，限制了反应的适用范围。因此，寻找合适的光源进行更加高效的光催化反应就成为了目前亟待解决的问题。

【成果简介】

哥伦比亚大学的T. Rovis、L. M. Campos以及哈佛大学的D. N. Congreve（共同通讯作者）等人合作发表文章，报道利用对反应介质具有更高穿透深度的近红外光成功实现多种光氧化还原转换。在这类转换中，基于上转换光物理过程，研究人员成对操控敏化剂和受体分子，使得在近红外光辐射下两个低能量光子能够转变成一个高能量光子，从而使得输出光具有更高的能量和更短的波长。研究人员还进一步发现，受体分子本身可以作为光催化剂，能够更加简化反应过程。这些研究成果表明利用低能量的近红光可以实现并简化多种高能转变的催化过程。2019年01月16日，相关成果以题为“Photoredox catalysis using infrared light via triplet fusion upconversion”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1 近红外光-橙光以及近红外光-蓝光的上转换策略

图2 近红外光驱动的反应实例