碳量子点与寡醚修饰[FeFe]-氢化酶模拟物光驱动水相产氢研究

本文首次报道了碳量子点（CQDs）与含寡醚链的[FeFe]-氢化酶模拟物在水相中构建的光催化产氢体系。该研究通过合成水溶性二铁配合物（2），利用CQDs作为纳米晶光敏剂，抗坏血酸（H2A）为电子牺牲剂，在H2O-MeCN混合溶液（v/v=30:1）中实现了可见光（λ>380 nm）驱动的高效H2生成。通过紫外-可见吸收（UV-vis）、荧光寿命、线性扫描伏安法（LSV）等技术揭示了催化机制，为太阳能-氢能转化提供了新策略。

　　

亮点（Highlights）

本研究成功制备了含寡醚链的[FeFe]-氢化酶模拟物（2），并首次与碳量子点（CQDs）构建了光驱动产氢体系。在优化条件下（pH=3，CQDs浓度0.33 mg/mL，催化剂2浓度1.4×10^?4 M），体系表现出显著产氢活性，最高转化数（TON_H2）达[数据因原文未提供具体数值暂略]。通过荧光寿命、电化学测试等揭示了CQDs向二铁中心电子转移的机制。

材料与方法（Material and methods）

所有实验均在无氧氮气环境下通过施兰克技术进行。二氯甲烷（DCM）和乙腈（MeCN）经氢化钙（CaH₂）脱水蒸馏。前驱体Fe{μ-(SCH₂)₂CH₂}(CO)₆（A）等化合物参照文献方法合成。

合成与表征（Synthesis and characterization）

如方案1所示，前驱体A与异腈配体S1在三甲基胺氧化物（Me₃NO·2H₂O）作用下生成模拟物1（产率60%），再与酰氯S2酰胺化反应得到目标模拟物2（产率30）。值得注意的是，2.1 μmol模拟物2在4 mL H₂O-MeCN（v/v=30:1）中完全溶解，证实其优异水溶性。

结论（Conclusions）

本研究开创性地将CQDs与[FeFe]-氢化酶模拟物结合，建立了高效光催化产氢体系。该工作为利用纳米晶材料与合成模拟酶实现太阳能-氢能转化提供了新思路。