二氧化碳作為主要的溫室氣體，在過(guò)去的幾十年中，以令人擔(dān)憂的速度在大氣中積聚，是造成全球氣候變暖的主要原因，因此二氧化碳的消除與轉(zhuǎn)化成為解決環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵。與傳統(tǒng)工業(yè)的用氨水化學(xué)吸收二氧化碳的方法相比，利用光催化的手段將二氧化碳轉(zhuǎn)化成可以利用的有機(jī)物是一種性價(jià)比高并且環(huán)境污染小的方法，在此過(guò)程中，光功能催化材料起到了決定性的作用。但是目前用于二氧化碳還原的光催化劑，無(wú)論是以無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料為代表的異相催化劑，還是以金屬有機(jī)化合物為代表的均相催化劑，都存在著一定的缺陷，例如吸收光范圍窄、難以回收再利用等，因此探索新型的二氧化碳還原的光功能催化材料具有重要意義。
在國(guó)家基金委優(yōu)秀青年基金、科技部“973”重大研究計(jì)劃等項(xiàng)目的支持下，中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所院光電材料化學(xué)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室羅軍華課題組利用光活性基元Ir(ppy)2(Hdcbpy)與稀土離子配位反應(yīng)，成功得到了一個(gè)同時(shí)具備強(qiáng)吸光以及優(yōu)良光催化能力的雙功能配位聚合物（CP）材料（Y[Ir(ppy)2(dcbpy)]2[OH] (Ir-CP)），并首次將這類光功能配位聚合物材料應(yīng)用于二氧化碳的光催化還原反應(yīng)，該化合物表現(xiàn)出非常強(qiáng)的可見光吸收能力（吸收邊達(dá)到了650 nm）和較長(zhǎng)的熒光壽命（29.05 μs），相比于Ir基元的熒光壽命延長(zhǎng)了近4倍，而長(zhǎng)的激發(fā)態(tài)壽命有利于其催化�；谶@些優(yōu)點(diǎn)，Ir-CP表現(xiàn)出了突出的光催化CO2還原的能力，其催化轉(zhuǎn)化率（TOF）可達(dá)到118.8 μmol (g of Cat.)-1 h-1，催化量子產(chǎn)率達(dá)到1.2%。與此同時(shí)，Ir-CP存在著一維[Y(OH)2(CO2)2]∞鏈狀結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了該化合物的穩(wěn)定性，光催化再循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用Ir-CP光功能材料進(jìn)行多次催化循環(huán)實(shí)驗(yàn)，催化效率沒(méi)有發(fā)生明顯的變化，相關(guān)研究成果發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的《化學(xué)科學(xué)》(Chem.Sci.,2014,doi:10.1039/C4SC00940A)上。
此前，該課題組在分子基光電晶體材料尤其是極性分子光電功能晶體材料研究方面取得了重要進(jìn)展，相關(guān)成果見J. Am. Chem. Soc.，2014, doi: 10.1021/ja504319x；Nat. Comm.，2014，5:4019 doi: 10.1038/ncomms5019；Adv. Mater., 2013, 25, 4159; Adv. Funct. Mater., 2012, 22, 4855；Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 3871等。
福建物構(gòu)所二氧化碳催化光功能材料研究獲進(jìn)展
