中国科学院 所长信箱 ARP系统 继续教育网 English 邮箱登录 网站地图
您现在的位置:首页>新闻动态>科技资讯
《自然·催化》:光致变色复合光催化剂可活化C-H键
更新日期:2018-09-10  

  

        第一作者:Xing Cao, Zheng Chen 

  通讯作者:彭卿,陈晨,李亚栋 

  通讯单位:清华大学 

  

    研究亮点: 

  1.发展了一种具有高效载流子分离效率的光致变色复合光催化剂。 

  2.实现了光催化氧化甲苯转化率的大幅提高。 

  相比于常规的热催化,基于半导体材料的光催化越来越表现出强劲的优势,尤其是在绿色合成方面。其中,有机反应领域的非均相光催化研究尚处于起步阶段,这主要是局限于目前光催化材料的载流子分离效率。 

  有鉴于此,清华大学李亚栋院士、陈晨教授、彭卿团队发展了一种具有高效载流子分离效率的光致变色复合物光催化剂。该复合物可有效活化Csp3-H键,在可见光驱动的甲苯氧化中表现出高催化性能。相关研究成果“A photochromic composite with enhanced carrier separation for the photocatalytic activation ofbenzylic C–H bonds in toluene93日在线发表在《自然·催化》期刊上(Nature Catalysis, 2018, DOI: 10.1038/s41929-018-0128-z)。 

  1. p-BWO的能带图、微观结构以及反应机理 

  研究人员合成了一种Bi2WO6-x/无定形BiOClp-BWO)纳米片。和常规Bi2WO6不同的是,这种纳米片复合材料在可见光照射下呈现出蓝色,遇到空气中的氧气变白。 

  以甲苯光催化氧化作为模型反应,这种新型复合材料——p-BWO纳米片的转化率是常规Bi2WO6166倍,通过控制反应时间,可以选择性得到苯甲醛或苯甲酸(表观量子效(AQEs)11-31%)。对材料的微观结构分析表明,材料中存在大量W(VI)O6-x单元结构,这些位点促进了光生电子的快速和连续消耗,从而加速电子-空穴对的分离。

   2. p-BWO和常规Bi2WO6的表征 

  

3.光催化氧化甲苯 

  

4. p-BWO和常规Bi2WO6的催化性能比较 

  (摘编自纳米人 公众号