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【JACS】发光寿命延长至100纳秒，上转换效率提高了68倍，新型铁配合物 ​

简介 ​

本研究展示了铁(III)配合物在发光寿命、光催化以及上转换性能方面取得的重要进展。通过优化分子设计，实现了铁(III)配合物发光寿命的显著延长，达到了100纳秒，为铁配合物在照明、太阳能转化和光催化等领域应用提供了新的可能性。

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摘要 ​

铁是地壳中最丰富的过渡金属元素，本研究显示了铁配合物在发光寿命和光催化性能方面的提升。通过分子设计，作者实现了铁(III)配合物与有机配体三重态之间的有效能量转移，发光寿命延长至100纳秒，上转换效率提高了68倍，光氧化反应产率显著提高。本文展示了铁配合物在照明、太阳能转换和光催化方面的潜力。

研究结果与讨论 ​

分子设计与能量转移 ​

作者设计了一种基于铁(III)配合物和蒽染料的配体系统，通过优化分子结构，实现了双重-三重态能量转移(iDTET)。这种设计显著延长了发光寿命，达到100纳秒。

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吸收与发光特性 ​

通过紫外-可见光吸收光谱和发光光谱研究，作者确认了配合物的电子结构和发光特性。蒽染料的三重态能量储存效应使发光寿命显著延长，并且上转换发光效率显著提高。

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上转换与光催化性能 ​

作者研究了铁(III)配合物在上转换和光催化中的应用。实验结果表明，上转换效率提高了68倍，光氧化反应的产率也显著提高。例如，使用铁(III)配合物作为光催化剂，α-蒎烯的光氧化产率达到了91%。

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稳定性与反应机理 ​

实验还研究了铁(III)配合物在长时间光照下的稳定性，发现其具备良好的光稳定性。此外，作者通过瞬态吸收光谱研究，揭示了配合物的能量转移和反应机理。

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结论 ​

本研究通过分子设计实现了铁(III)配合物发光寿命的显著延长，并在上转换和光催化方面取得了重要进展。这为铁配合物在照明、太阳能转换和光催化等领域的应用提供了新的可能性。

参考文献 ​

Wellauer, J.; Pfund, B.; Becker, I.; Meyer, F.; Prescimone, A.; Wenger, O. S. Iron(III) Complexes with Luminescence Lifetimes of up to 100 Ns to Enhance Upconversion and Photocatalysis. J. Am. Chem. Soc. 2025, jacs.4c18603. https://doi.org/10.1021/jacs.4c18603.