光催化水分解技術因利用易得無毒的水資源成為綠色化學研究的熱點。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）獨特的電子能帶結構、高的熱穩定性和化學穩定性，使得g-C₃N₄基材料已經成為具有吸引力的光催化劑，用于析氫，污染物氧化降解和CO₂還原。此外，這類材料經常作為有機反應的光催化劑，包括有機分子的還原，氧化和非氧化還原反應。

基于以上研究背景，河南農業大學任運來等人報道了水分解的光誘導氧化半反應與有機化合物的還原的有效耦合，為利用水作為電子供體實現有機物的還原轉化提供了光誘導途徑。

在這項工作中，報告了在Pd/g-C₃N₄^*光催化劑存在下，通過耦合光誘導的水氧化半反應和有機化合物的還原，水作為電子供體來實現有機分子的還原轉化。所使用的光催化劑是通過在Na₂CO₃和H₂O存在下通過光照射Pd/g-C₃N₄的方法原位合成的。通過提高Pd⁰與pd^||的比值，可以略微提高Pd/g-C₃N₄的活性。此外，實驗結果表明，Na₂CO₃對反應有相當積極的影響，抑制質子還原和去除產生的毒害光催化劑的H₂O₂。

此外，重點闡明了析氧反應的機理。根據 Pd/g-C₃N₄^*的帶隙結構，兩電子兩步法和四電子一步法這兩種過程在熱力學上都是允許的。因此，進行了旋轉圓環-圓盤電極實驗以確定Pd/g-C₃N₄^*的機理途徑。電子轉移數量為一步過程為4，兩步過程為2，而研究結果顯示電子轉移數量范圍從3.49到3.54接近4，表明一步過程作為主要途徑在本文的實驗條件下。因此，根據上述觀察結果和堿性條件下電化學OER的常規機制，提出了一種機制。

芳基鹵化物的還原偶聯在現代有機合成中具有重要意義，因為所產生的聯芳基骨架廣泛存在于染料、天然產物、藥物化合物和光電分子中。因此，在還原偶聯的各種方法的發展上已經投入了相當大的努力。

本研究提供的策略允許各種芳基溴以Pd/g-C3N4^*作為光催化劑順利的進行還原偶聯，提供了一種合成聯芳基骨架的無污染的還原劑方法。此外，綠色可見光能源的使用賦予了這一過程更多的優勢，包括溫和的條件等。雖然這種方法有一些缺點，但是可以指導化學家使用水作為還原劑，開發各種有機反應的清潔策略。

Coupling photocatalytic water oxidation with reductive transformations of organic molecules, Nat. Cummun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-33778-9.

https://www.nature.com/articles/s41467-022-33778-9.