Light-Driven Reduction of CO2 to CO by Cobalt (II) bis-(pyrazolyl)phenantroline Complexes
Palavras-chave:
CO ₂ reduction, photocatalysis, cobalt (II) complexes, nitrogen tetradentate ligands, Redução de CO₂, fotocatálise, complexos de cobalto (II), ligantes nitrogenados tetradentadosResumo
The synthesis, characterization, and photocatalytic evaluation of cobalt(II) bis(pyrazolyl)phenanthroline complexes (Co₁– Co₃) for the visible-light-driven reduction of CO₂ to CO are discribed. The complexes were fully characterized, and the structure of Co2 was confirmed by X-ray crystallography. Photocatalytic experiments using [Ru(bipy)₃]²⁺ as photosensitizer and BIH as sacrificial donor revealed that Co2, bearing electron-donating methyl groups, exhibited the highest activity and selectivity, reaching a TONCO of 896 and 82% CO selectivity after 24 h. Systematic studies demonstrated that lowering catalyst concentration significantly enhances TON and CO selectivity, achieving TONCO up to 11,753 and selectivity above 94%. Prolonging the irradiation time led to increased CO production, albeit with markedly reduced efficiency beyond 24 hours. These results highlight the potential of cobalt complexes with tailored electronic environments as efficient and selective homogeneous catalysts for CO₂ photoreduction under mild conditions.
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A síntese, caracterização e avaliação fotocatalítica de complexos de cobalto(II) bis(pirazolil)fenantrolina (Co1–Co3) para a redução de CO₂ a CO são descritas. Os complexos foram totalmente caracterizados, e a estrutura do Co2 foi confirmada por difração de raios X. As reações fotocatalíticas utilizando [Ru(bipy)₃]²⁺ como fotosensibilizador e BIH como doador sacrificial mostraram que o Co2, contendo grupos doadores de elétrons (metila), apresentou a maior atividade e seletividade, alcançando um TONCO de 896 e seletividade para a produção de CO (82%) após 24 h. Estudos sistemáticos demonstraram que a diminuição da concentração do catalisador aumenta significativamente a atividade catalítica e a seletividade para CO, atingindo TONCO de até 11.753 e seletividade superior a 94%. O tempo maior de irradiação levou a um aumento na produção de CO, embora com eficiência significativamente reduzida após 24 horas. Esses resultados destacam o potencial de complexos de cobalto como catalisadores homogêneos eficientes e seletivos para a fotorredução de CO₂ em condições brandas.
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