太阳能被认为是替代化石燃料的可再生能源，实现碳中和目标，满足全球日益增长的能源需求。人工光合作用系统旨在将太阳能转化为化学能，并将其储存在化学燃料中。理想的光催化体系不仅需要高效的光敏剂、合适的电子介质和催化剂，还需要高效的电子转移过程。因此，开发新型光敏剂和电子介体，加速电子转移过程成为构建更高效光催化体系的替代策略。基于此，西安交通大学何刚教授和李国平博士后（共同通讯作者）等人报道了一系列用于增强光催化析氢反应（HER）和炔烃还原反应的芘或芘-o-碳硼烷-附加硒化物（Py-SeV2+，Py-Cb-SeV2+）。作者以芘（Py）或芘-o-碳硼烷（Py-Cb）二元为供体，以SeV2+或MV2+为受体，合成了芘或芘-o-碳硼烷-附加硒化物（Py-SeV2+，Py-Cb-SeV2+）和紫精（Py-MV2+，Py-Cb-MV2+用于比较）。Py-Cb异质结的高效分子内电荷转移（ICT）使Py-Cb-SeV2+中的光诱导电子转移（PET）从Py-Cb增强到SeV2+（kET=1.2×1010 s-1），其中电子转移速率最高，加速了硒化氢自由基阳离子（SeV+）的生成。可控制的PET过程可以通过光谱电化学和主客体化学方法进行微调。通过对SeV2+和葫芦[8]脲（CB[8]）的电致变色/电荧光变色器件（ECD和EFCD）的测量和超分子组装/拆卸过程表明，PET过程可以通过电化学和主客体化学方法进行微调。通过与Pt NPs催化剂结合，Py-Cb-SeV2+基系统显示出高效的可见光驱动HER和高效的PET工艺导致的高选择性苯乙炔还原。通过使用Pt纳米粒子作为催化剂，Py-Cb-SeV2+系统在HER中显示出更高的光催化效率，并实现了苯乙炔反应的还原。值得注意的是，Py-Cb-SeV2+显示了目前紫精可见光驱动的最高报告值。该工作为开发高效的紫外有机光催化剂类似物提供了新的策略，为太阳能转化奠定了坚实的基础。Efficient Photoinduced Electron Transfer from Pyrene-o-Carborane Heterojunction to Selenoviologen for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution and Reduction of Alkynes. Adv. Sci., 2021, DOI: 10.1002/advs.202101652.https://doi.org/10.1002/advs.202101652.
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