昆士兰理工大学(QUT)Christopher Barner-Kowollik、九州大学Masanori Nagao等报道发现单链纳米粒子(SCNPs, single-chain nanoparticles)通过紧密共价折叠单链聚合物能够通过修饰的催化活性位点具有比分散在溶液中的催化剂体系相比,表现增强的光催化性能。
本文要点:
(1)
通过堆叠的紧凑程度,能够精确调控催化活性,表明分子限域时调控光催化反应的关键因素。特别是在线性聚合物修饰查尔酮(chalcone)和Ru(bpy)3催化位点,通过510 nm光进行光敏化[2+2]环加成反应构筑SCNP,发现当Ru(bpy)3结构处于聚合物分子链上比Ru(bpy)3分散在溶液中的情况下,能够更快速生成SCNP。随后将Ru(bpy)3作为光催化剂,芘(pyrene)作为电荷转移单元,发现当聚合物变得更加紧凑,光催化活性增强,但是当SCNP太紧凑反而导致光催化活性显著降低。
(2)
这项工作确定了SCNP的用于光催化剂的催化剂限域的最合适区域(goldilocks regime)。
参考文献
Masanori Nagao, Kai Mundsinger, Christopher Barner-Kowollik, Photoinduced Energy/Electron Transfer within Single-Chain Nanoparticles, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202419205
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202419205