Iron-Complex-Based Supramolecular Framework Catalyst for Visible-Light-Driven CO2Reduction

化学 催化作用 光催化 卟啉 超分子化学 贵金属 选择性 可见光谱 量子产额 光化学 分子 组合化学 有机化学 荧光 物理 光电子学 量子力学
作者
Kento Kosugi,Chiharu Akatsuka,Hikaru Iwami,Mio Kondo,Shigeyuki Masaoka
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (19): 10451-10457 被引量:35
标识
DOI:10.1021/jacs.3c00783
摘要

Molecule-based heterogeneous photocatalysts without noble metals are one of the most attractive systems for visible-light-driven CO2 reduction. However, reports on this class of photocatalysts are still limited, and their activities are quite low compared to those containing noble metals. Herein, we report an iron-complex-based heterogeneous photocatalyst for CO2 reduction with high activity. The key to our success is the use of a supramolecular framework composed of iron porphyrin complexes bearing pyrene moieties at meso positions. The catalyst exhibited high activity for CO2 reduction under visible-light irradiation (29100 μmol g-1 h-1 for CO production, selectivity 99.9%), which is the highest among relevant systems. The performance of this catalyst is also excellent in terms of apparent quantum yield for CO production (0.298% at 400 nm) and stability (up to 96 h). This study provides a facile strategy to create a highly active, selective, and stable photocatalyst for CO2 reduction without utilizing noble metals.
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