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通常在制備生物燃料的過程中能夠生成10 %的甘油副產物，因此如何高效選擇性的進行甘油轉化是可持續制備生物燃料的關鍵。

有鑒于此，威斯康星大學麥迪遜分校Kyoung-Shin Choi等通過納米多孔BiVO₄光電極作為催化劑，在pH 9.3和pH 2的緩沖溶液中進行光電催化甘油氧化。

主要內容：

（1）

在pH 9.3或者pH 2的緩沖溶液中，都發現羥乙醛GCAD（glycolaldehyde）是主要的產物。但是在以往報道的光電催化或者光催化文獻中從未發現羥乙醛能夠作為主要產物。因為從甘油轉化為羥乙醛，需要切斷C-C化學鍵的方式生成等物質的量的C₁和C₂物種。

（2）

研究結果顯示，在BiVO₄光電極上光電催化反應轉化甘油的過程中，更多的羥乙醛是通過兩個C₁產物分子之間C-C偶聯反應得到。這個過程等效兩個甘油分子轉化為三個羥乙醛分子，從而實現了一種最大量生成羥乙醛的方法。為了更深入的理解生成羥乙醛過程的C-C偶聯反應，進行中間體物種（甘油醛和1,3-二羥基丙酮）以及¹³C標記的甘油-1,3-¹³C₂的光電催化轉化對比實驗。此外，還對比BiVO₄的光電催化和電催化甘油氧化反應，驗證光照是否在C-C偶聯反應步驟中起到作用。

通過大量的控制實驗結果，揭示了甘油氧化反應過程同時發生C-C切斷和C-C偶聯反應過程。

參考文獻

Adam M. Hilbrands, McKenna K. Goetz, and Kyoung-Shin Choi*, C–C Bond Formation Coupled with C–C Bond Cleavage during Oxidative Upgrading of Glycerol on a Nanoporous BiVO₄ Photoanode, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c09631

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c09631