JACS：一种给体−受体共轭微孔聚合物用于光驱动二氧化碳还原

利用可见光将二氧化碳转化为化学原料是缓解温室气体和减轻化石燃料持续消耗造成的气候变化的一条很有前途的途径。在C1原料中，甲烷是基本常规燃料的主要组成部分。同时，甲烷也是最清洁的燃料，可以直接用于燃料电池和作为氢载体。然而，以高效率和选择性生产甲烷极具挑战性。因为，它涉及一个八电子还原过程，其中电子流动的动力学起着重要的作用。

迄今为止，各种光催化剂，包括过渡金属配合物、金属氧化物/硫化物、和金属−有机混合物，被用于光催化二氧化碳还原。尽管如此，大多数报道的光催化剂都含有金属成分，这不仅对环境有潜在的毒性，而且会增加材料成本。此外，由于光腐蚀引起的自氧化和不稳定性是金属基催化剂的主要问题。

为此，开发一种无金属有机半导体将是一种应对成本、稳定性和可持续性问题的替代选择。然而，由于多电子转移的高动力学势垒和CO2RR的高还原电位，制备无金属有机光催化剂是一项具有挑战性的任务。该工作合理地设计了一种具有氧化还原活性共轭微孔聚合物TPA-PQ，并实现了其在可见光下高效地驱动二氧化碳还原为甲烷。

本文合理设计合成了给体−受体基共轭微孔聚合物（CMP）TPA-PQ，并探索了其作为一种无金属可见光驱动的光催化剂用于二氧化碳还原（CO2RR）制甲烷。TPA-PQ具有分子内电荷转移(ICT)辅助的催化活性，可用于可见光驱动CO2RR以高反应速率(2.15 mmol h−1g−1)和高选择性（>97%）生产甲烷（甲烷产率为32.2 mmol g−1）。另外，通过合成另一种CMP（TEB-PQ），进一步说明了ICT在增强光催化方面的关键作用。与TPA-PQ相比，TEB-PQ对二氧化碳到甲烷的光还原活性要低8倍(产率为4.4 mmol g−1)。本文提出了利用一种高效的、可持续且可回收的无金属有机光催化剂将二氧化碳光还原为甲烷的新思路。

原文链接：JACS：一种给体−受体共轭微孔聚合物用于光驱动CO2RR

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