东南大学娄永兵教授和上海交通大学赵一新教授在ChemSusChem期刊发文，通过选择醛的α-烷基化作为模板反应，在可见光照射下，首次将环保无铅双钙钛矿Cs₂AgSbCl₆纳米晶应用到C-C键形成反应中，并实现高的光催化产率。这项工作表明无铅双钙钛矿纳米晶光催化剂在有机合成和化学转化领域中的巨大潜力。

卤化铅钙钛矿纳米晶因其高摩尔消光系数、低经济成本、可调光吸收范围和充足的表面活性位点而被认为是最具吸引力的光催化剂之一。然而，铅的毒性及其在水和极性溶剂中的固有不稳定性可能会阻碍卤化铅钙钛矿纳米晶在光催化领域中的广泛应用。为此，使用少毒或者无毒的金属元素代替铅成为了有效的解决途径。作为一种有前途的无铅卤化钙钛矿结构，Cs₂AgMX₆（M = In、Sb、Bi）由于具有优异的光电和光化学性能，已经被成功应用于光催化CO₂还原、H₂生成、和有机染料的降解。然而，在光催化有机合成方面基本处于空白。

有鉴于此，东南大学娄永兵教授团队与上海交通大学赵一新教授合作，首次将环保无铅的双钙钛矿Cs₂AgSbCl₆纳米晶应用于可见光催化C-C偶联反应中。通过辛烷和丙酮混合溶液的后处理，纳米晶表面的长链有机配体被有效移除并实现了高的烷基化产率（93%）。在循环稳定性测试中，转化数（TON）可高达~14,800。此外，多种α-溴芳基酮和醛被探索以扩大反应底物范围，实验表明给电子取代基有利于实现令人满意的催化性能。自由基捕获实验和电化学测试揭示了自由基反应机制，其中底物分子和自由基中间体能够通过羰基氧原子中提供的一对孤对电子动态粘附在纳米晶表面的Sb³⁺离子上，这种键合效应有利于促进催化剂与反应底物之间的光生载流子传输。该项研究揭示了无铅双钙钛矿纳米晶在光催化有机合成领域中的巨大应用前景。

论文信息：

Lead-Free Cs₂AgSbCl₆ Double Perovskite Nanocrystals for Effective Visible-Light Photocatalytic C−C Coupling Reactions

Yanmei Guo,Prof. Yongbing Lou,Prof. Jinxi Chen,Prof. Yixin Zhao

ChemSusChem

DOI: 10.1002/cssc.202102334