通過光催化技術實現綠色能源和制備化學品進行結合是符合可持續發展要求的方向,但是面臨著需要發展多功能催化體系的挑戰。
有鑒于此,蘇州大學康振輝教授、江蘇大學施偉東研究員、毛寶東教授、顏偉城教授、李龍華副研究員、劉艷紅等報道Cu-ZnIn2S4納米片和碳點作為結構單元構筑光催化劑,實現了反應、傳質、納米空間分離等功能的集成,模擬了納米反應器的概念。
本文要點
(1)
這種多功能集成光催化體系顯著增強了芐醇氧化和產氫的耦合催化活性,H2/苯甲醛的產率分別達到45.95/46.47 mmol g-1 h-1,比ZnIn2S4分別高36.87倍和36.73倍。通過原位光譜表征和理論計算內建電場,是導致催化活性增強的原因。
(2)
通過Cu(II)促進中間體的構象翻轉和隨后的π-π共軛使得對苯甲醛的選擇性接近100 %。這項研究展示了光催化納米反應器的設計思想。
參考文獻
Qitao Chen, Baodong Mao, Yanhong Liu, Yunjie Zhou, Hui Huang, Song Wang, Longhua Li, Wei-Cheng Yan, Weidong Shi & Zhenhui Kang, Designing 2D carbon dot nanoreactors for alcohol oxidation coupled with hydrogen evolution. Nat Commun 15, 8052 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-52406-2