通常将具有电荷分离激发态的光敏剂引入光催化系统，以完成光子到电子的转化。然而，当前使用的光敏剂主要是贵金属络合物和合成精制的有机染料。其高成本显然限制了它们在大规模工业过程中的应用。有研究表明三苯基膦（PPh₃）和碘化钠（NaI）的组合既是催化剂又可充当光敏剂。然而，基于PPh₃/NaI的光敏剂在多相催化中的适用性和催化机理仍缺乏研究。

有鉴于此，中南大学，西南科技大学王梁炳教授报道了通过使用Fe单原子催化剂（Fe₁/C）进行N₂光固定，成功地将基于PPh₃/NaI的光敏剂应用于多相催化。

文章要点：

1）PPh₃分子主要吸附在活性炭上，形成Fe₁/C-PPh₃/NaI。在N₂光固定期间，Fe₁/C-PPh₃/NaI通过使用[Ru(bpy)₃] Cl₂作为光敏剂，在室温下没有任何牺牲剂的情况下，NH₃的生产速率为98 μmol·g_cat.^-1·h^-1，甚至是Fe₁/C的1.5倍。

2）机理研究表明，Fe₁/C-PPh₃/NaI通过在光照射下通过活性炭将吸附的PPh₃/NaI的热电子传递到Fe单原子上，有效地完成了光子到电子的转变，并生成了PPh₃-I∙自由基。热电子将Fe单个原子上的N₂还原为NH₃，而PPh₃-I∙自由基被认为将H₂O氧化为O₂。

该研究工作不仅为N₂的光固定提供了高活性的催化剂，而且为利用PPh₃/NaI作为光敏剂开发低成本的多相光催化剂开辟了一条新途径。

Tingting Hou, et al, Fe Single-Atom Catalyst for Visible-Light Driven Photofixation of Nitrogen Sensitized by Triphenylphosphine and Sodium Iodide, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c00920

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c00920