Citation: Fei Li, Congying Xu, Xiaohong Wang, Yong Wang, Jian Du, Licheng Sun. Visible light-driven oxygen evolution using a binuclear Ru-bda catalyst[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2018, 39(3): 446-452. doi: 10.1016/S1872-2067(18)63024-4
				
			
			基于Ru-bda双核钌催化剂的可见光驱动水氧化
实验结果表明,无论是单核还是双核钌催化剂,其催化活性与乙腈在磷酸缓冲溶液中的比例密切相关.乙腈的含量不仅影响了水氧化的驱动力,而且影响O-O的形成机理,改变反应的动力学和反应速率.单、双核钌催化剂的活性都随着乙腈比例的增加而增加,然而双核钌催化剂在低乙腈含量的缓冲溶液中展现优于单核钌催化剂的光催化性能;而在高乙腈含量的缓冲溶液中,双核钌催化剂和单核钌催化剂的光催化性能趋于相当.在最优化条件(60%乙腈)下,双核钌的光催化产氧TON值达到638,在450nm的光量子效率达到77%.我们还发现,当乙腈浓度较低时,单核钌催化剂Ru-bda催化的水氧化反应为二级动力学;当乙腈浓度较高时,该催化剂在反应中表现为一级动力学.从而推测O-O键的形成机制由双分子自由基耦合转变成单分子亲核进攻,也解释了为什么高乙腈含量下单核和双核钌催化剂的活性差别不大.本研究所展示的Ru-bda的溶剂效应可能同样适用于电化学和光电化学水氧化,对深入理解和设计高效太阳能分解水器件具有重要意义.
English
Visible light-driven oxygen evolution using a binuclear Ru-bda catalyst
- 
								Key words:
								
 - Water oxidation
 - / Binuclear ruthenium catalyst
 - / Photocatalysis
 - / Solvent effect
 - / Kinetics
 
- 
							
- 
			
[1] S. Berardi, S. Drouet, L. Francàs, C. Gimbert-Suriñach, M. Guttentag, C. Richmond, T. Stoll, A. Llobet, Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 7501-7519.
 - 
			
[2] Z. Yu, F. Li, L. C. Sun, Energy Environ. Sci., 2015, 8, 760-775.
 - 
			
[3] Y. Zheng, Z. M. Pan, X. C. Wang, Chin. J. Catal., 2013, 34, 524-535.
 - 
			
[4] F. Li, H. Li, Y. Zhu, J. Du, Y. Wang, L. C. Sun, Chin. J. Catal., 2017, 38, 1812-1817.
 - 
			
[5] X. Q. Du, J. W. Huang, Y. Y. Feng, Y. Ding, Chin. J. Catal., 2016, 37, 123-134.
 - 
			
[6] M. D. Kärkäs, O. Verho, E. V. Johnsto, B. Åkermark, Chem. Rev., 2014, 114, 11863-12001.
 - 
			
[7] H. Dau, C. Limberg, T. Reier, M. Risch, S. Roggan, P. Strasser, ChemCatChem, 2010, 2, 724-761.
 - 
			
[8] A. Kudo, Y. Miseki, Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 253-278.
 - 
			
[9] J. H. Yang, D. E. Wang, H. X. Han, C. Li, Acc. Chem. Res., 2013, 46, 1900-1909.
 - 
			
[10] J. R. Ran, J. Zhang, J. G. Yu, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 7787-7812.
 - 
			
[11] D. L. Ashford, M. K. Gish, A. K. Vannucci, M. K. Brennaman, J. L. Templeton, J. M. Papanikolas, T. J. Meyer, Chem. Rev., 2015, 115, 13006-3049
 - 
			
[12] S. W. Gersten, G. J. Samuels, T. J. Meyer, J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, 4029-4030.
 - 
			
[13] R. Cao, W. Z. Lai, P. W. Du, Energy Environ. Sci., 2012, 5, 8134-8157.
 - 
			
[14] L. L. Duan, A. Fischer, Y. H. Xu, L. C. Sun, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 10397-10399.
 - 
			
[15] J. Nyhlén, L. L. Duan, B. Åkermark, L. C. Sun, T. Privalov, Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49, 1773-1777.
 - 
			
[16] L. L. Duan, F. Bozoglian, S. Mandal, B. Stewart, T. Privalov, A. Llobet, L. C. Sun, Nat. Chem., 2012, 4, 418-424.
 - 
			
[17] Y. Jiang, F. Li, B. B. Zhang, X. N. Li, X. H. Wang, F. Huang, L. C. Sun, Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 3398-3401.
 - 
			
[18] D. G. H. Hetterscheid, J. N. H. Reek, Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 9740-9747.
 - 
			
[19] L. Wang, L. L. Duan, L. P. Tong, L. C. Sun, J. Catal., 2013, 306, 129-132.
 - 
			
[20] F. Puntoriero, G. La Ganga, A. Sartorel, M. Carraro, G. Scorrano, M. Bonchio, S. Campagna, Chem. Commun., 2010, 46, 4725-472.
 - 
			
[21] Z. Q. Huang, Z. Luo, Y. V. Geletii, J. W. Vickers, Q. S. Yin, D. Wu, Y. Hou, Y. Ding, J. Song, D. G. Musaev, C. L. Hill, T. Q. Lian, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 2068-2071.
 - 
			
[22] S. Berardi, G. La Ganga, M. Natali, I. Bazzan, F. Puntoriero, A. Sartorel, F. Scandola, S. Campagna, M. Bonchio, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 11104-11107.
 - 
			
[23] M. R. Norris, J. J. Concepcion, D. P. Harrison, R. A. Binstead, D. L. Ashford, Z. Fang, J. L. Templeton, T. J. Meyer, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 2080-2083.
 - 
			
[24] N. Kaveevivitchai, R. Chitta, R. F. Zong, M. El Ojaimi, R. P. Thummel, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 10721-10724.
 - 
			
[25] L. L. Duan, Y. H. Xu, P. Zhang, M. Wang, L. C. Sun, Inorg. Chem., 2010, 49, 209-215.
 - 
			
[26] H. Li, F. Li, B. B. Zhang, X. Zhou, F. S. Yu, L. C. Sun, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 4332-4335.
 - 
			
[27] S. Berardi, G. La Ganga, M. Natali, I. Bazzan, F. Puntoriero, A. Sartore, F. Scandolal, S. Campagna, M. Bonchio, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 11104-11107.
 - 
			
[28] L. P. Tong, L. L. Duan, Y. H. Xu, T. Privalov, L. C. Sun, Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 445-449.
 - 
			
[29] S. Romain, L. Vigara, A. Llobet, Acc. Chem. Res., 2009, 42, 1944-1953.
 
 - 
			
 - 
							
							
							
							
							
						 
						扫一扫看文章
					计量
- PDF下载量: 5
 - 文章访问数: 869
 - HTML全文浏览量: 71
 

下载: