设计高效且多功能的光催化剂提供启示，并有助于推动此类催化过程的应用。

类似于自然光合作用将二氧化碳（CO2）转化为碳水化合物的过程，基于 CO2的太阳能燃料生成和有机光氧化还原转化等人工光合作用过程同样需要可见光的促进。而相关的光催化剂（PCs）主要透过吸收高能量可见光子的激发。为了更有效地利用太阳能来推动不同化学反应，开发能够吸收红光/近红外光的分子 PCs 是当中理想的方向。与此同时，关于光子能量对 PCs的激发态性质以及产物选择性的影响尚未有充分理解。虽然近期已有通过使用不同的PCs探索了红光驱动的CO2还原和有机氧化还原反应的例子，但类似的近红外光促进的催化反应仍然较为少见。在最近报导中, 以近红外光促进的光还原反应主要是通过使用感光剂-湮灭剂对来实现，亦有通过它们的三重态-三重态湮灭上转换（TTA-PUC）的能量转移过程去激发能吸收可见光的光还原催化剂促进反应。然而，这种 TTA-PUC 催化过程相对较复杂，通常具有较低的上转换效率和较小的反斯托克斯位移。此外, 这类过程与氧气的不兼容性也严重限制了实际应用。为了避免上述缺点，通过红光和近红外光的双光子吸收（TPA）来驱动的光氧化还原催化反应在近期亦成为相关研究的焦点。 

本项目提出一系列以异腈配体为基础的双核配位钌配合物作为新类型的功能一体化的 PCs，以用于红光/近红外光促进的 CO2还原和具波长选择性的光氧化还原反应。项目中所提的光催化剂设计不仅可以抑制它们的非生产性松弛途径，还可以通过 TPA-PUC 实现相关的替代激发途径和催化活性。我们将探讨项目中的PCs对CO2还原和原子转移反应的活性，并将通过电化学和光化学方法以及DFT理论计算等研究相关PCs的光物理性质、激发态以及包括波长选择性和反应途径在内等催化性能。我们在初步的研究中合成了一系列包含翻转的环金属配体 (即6,6’双(苯并咪唑基)-2,2’-联吡啶及其衍生物）的双核钌异腈配合物。当这些配合物分别受到可见光和近红外光激发时，它们呈现相同的长寿命的发光激发态。此外, 这些双核 PCs 还能促进红还原以及胺和炔烃的有氧全氟烷基化反应。在相关的有氧全氟烷基化光/近红外光驱动的 CO2反应中, 这些 PCs 能在不同的激发波长（红光和近红外光）下选择性地形成不同的产物。我们提出的研究将为设计高效且多功能的光催化剂提供启示，并有助于推动此类催化过程的应用。