光合作用是地球上生物利用太陽能的重要反應，光捕獲是光合作用的重要過程⛹🏿‍♀️。人工光捕獲體系的構築不僅可以幫助我們深入了解光合作用的過程🩻，為模擬光合作用提供理論基礎，而且在太陽能電池、光電材料以及化學傳感器等領域也有著廣泛的應用前景。目前報道的人工模擬光捕獲體系大多只具有一次能量轉移過程🧏🏻‍♂️，而自然界的光捕獲以多次能量轉移過程為特征，具有連續能量轉移過程的體系的構築面臨著巨大挑戰👨🏿‍🚀。

近期，我校化學化工與生物工程學院易濤教授、張燈青副教授課題組發展了基於鉑(II)基大環的具有連續能量轉移過程的光捕獲體系🚴🏿，並成功用於光催化C-H活化反應（圖1），相關研究成果以《基於金屬大環的具有連續能量轉移過程的光捕獲體系構築及其光化學催化研究》（Artificial Light-Harvesting Metallacycle System with Sequential Energy Transfer for Photochemical Catalysis）為題發表在《美國化學會誌》上👳🏽。我校碩士生余威為論文第一作者🖍，張燈青、易濤為共同通訊作者，意昂4平台為唯一通訊單位🙇🏼‍♂️。

圖1. 光捕獲體系的構築及光催化過程示意圖

利用配位鍵導向自組裝將具有聚集誘導發光（AIE）特性的四苯乙烯基團引入到鉑(II)大環化合物M1中🧖🏿‍♀️，M1在水/甲醇(19:1, v/v)溶液中自組裝成納米球狀結構💆‍♂️，顯示了良好的AIE特性，可以作為光捕獲體系的理想能量給體。加入能量受體曙紅Y（ESY）後，構築了一步能量轉移體系M1-ESY🐂，再加入第二個能量受體磺基羅丹明（SR101）後🪜，實現了從M1組裝體到ESY再到SR101的兩步連續能量轉移體系（圖2）👍🏿。

圖2.（a）向M1中加入不同量的ESY的發射光譜變化圖。（2）M1與M1-ESY（100:1）的熒光壽命衰變曲線。（3）向M1-ESY體系中加入不同量的SR101的發射光譜變化圖.（4）M1-ESY與M1-ESY-SR101（500:5:4）的熒光壽命衰變曲線🪬。

為了更好地模擬自然光合作用，M1-ESY-SR101體系被用於催化水溶液中C-H鍵烷基化反應，與M1-ESY體系或ESY/SR101體系相比，表現出更好的催化性能（表1）⚠。

表1. 光催化苯基乙烯基碸與四氫呋喃的C-H鍵活化反應

該研究得到國家自然科學基金、上海市自然科學基金的資助。

原文鏈接🪃：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.0c12522