Wirksamkeit von redoxaktiven Cu(II)-Dipyrrin-Komplexen bei der elektrochemischen Reduktion von CO2

Neue D-A-Typ-Katalysatoren auf der Basis von Cu(II)-Komplexen (C1 und C2), die Dipyrrin-Liganden mit Phenothiazin/Karbazol als meso-Substituenten enthalten, wurden beschrieben. Die Komplexe wurden umfassend durch verschiedene Methoden (1H, 13C, ESI-MS, EPR und UV-vis-Studien) charakterisiert, und die Strukturen von C1 und C2 wurden eindeutig durch Röntgen-Einkristallanalysen bestimmt. Die Katalysatoren C1 und C2 sind bei Raumtemperatur stabil und zeigen Faradaische Effizienzwerte von ∼56 % (C1) und ∼46 % (C2) für die homogene Reduktion von CO2 zu CO. Die Freisetzung von CO wurde durch gaschromatographische (GC) Studien validiert. Elektronenreiche Phenothiazine und Karbazole, die in die Katalysatoren eingeschlossen sind, erleichtern den Protonentransfer und ermöglichen die schnelle und selektive Bildung von CO über H2 mit FEH2-Werten von ∼22 % für C1 und ∼7 % für C2 sowie Umsatzahlen (TON) von ∼46 für C1 und ∼21 für C2. Darüber hinaus wurde die Bildung von Formiat-Ionen durch Ionenchromatographie (C1, ∼16 %; C2, ∼18 %) bestätigt. Detaillierte elektrotechnische Studien und Produktanalysen deuteten darauf hin, dass C1 eine überlegene katalytische Aktivität im Vergleich zu C2 zeigt, was durch theoretische Studien weiter unterstützt wird.