Produção Fotocatalítica de Hidrogênio Direcionada por Luz Visível a Infravermelha Próxima Usando Dibenzo-BODIPY e Conjugado de Fenotiazina como Fotosensibilizador Orgânico

Um novo fotocatalisador acionado por luz visível a infravermelha próxima (visível a-NIR) foi preparado carregando um corante conjugado de dibenzo-BODIPY-fenotiazina 1 como fotosensibilizador pancromático em semicondutor TiO2 poroso hierárquico (HPT). O sensibilizador 1, que absorveu luz visível em 638 e 440 nm com coeficientes de extinção molecular (ε) de 1,23 × 105 e 1,80 × 104 M–1 cm–1, respectivamente, em THF devido aos sistemas D−π–A baseados em dibenzo-BODIPY e fenotiazina, mostrou absorção pancromática até 780 nm quando depositado sobre o fotocatalisador Pt/HPT para produzir Pt/HPT500/1. As atividades fotocatalíticas foram investigadas na presença de ácido ascórbico como agente sacrificial em solução tampão fosfato sob irradiação com λ > 400 nm usando uma lâmpada de Xe de 300 W a uma intensidade luminosa de 100 mW cm–2. Após 10 horas de irradiação, o sistema alcançou uma atividade catalítica notável para a produção de H2 com um valor de número de giro (TON) de 11100. A atividade sustentada foi sugestiva após duas sequências de períodos de iluminação de 10 horas, enquanto encontramos uma diminuição na fotoatividade para a terceira sequência, embora um valor de TON de 5650 ainda permanecesse. Os rendimentos quânticos aparentes foram avaliados monitorando a produção de H2 para cada irradiação de luz monocromática (λ = 420, 530, 600, 670, 700 e 750 nm). Eles foram encontrados consistentes com o perfil de absorção, provando a geração de hidrogênio pancromática sensibilizada por 1. A banda de absorção ativa do corante 1 em todo o espectro visível a NIR levou à produção de um sistema fotocatalítico sensibilizado por corante com uma eficiência de luz-para-combustível de 6,96% no período inicial de irradiação. Este estudo fornece informações importantes para o desenvolvimento de fotosensibilizadores orgânicos isentos de metais com uma ampla resposta espectral até a região NIR para a produção de H2 a partir da divisão da água fotocatalítica.