在合成化學品的過程中與光激發電荷載流子集成能夠實現巨大的可持續發展優勢,特別是替代常見合成過程中有毒且價格昂貴的氧化劑或者還原劑。這種轉化過程通常受控于光電極/光催化劑的光吸收和載流子動力學的優化。
有鑒于此,海南大學王寧教授、羅強研究員、北德州大學馬勝前教授(Shengqian Ma)等報道制備其中嵌入plasmonic Ag納米粒子的Cu+/Cu2+取代的雙鈣鈦礦光陽極,實現了無偏壓光電化學合成溴醇(bromohydrins)和H2O2。
本文要點:
(1)
光譜表征和三維有限元時域模擬的結果表明,Ag納米粒子能夠增強電磁能量的利用,改善載流子的分離效率。
與Cs2AgBrBr6相比,通過Cu2+和Ag納米粒子的協同作用,2-溴-1-苯乙醇的產量提高7倍,并且生成H2O2的產量達到25.8 μmol h-1 cm-2。實驗和理論計算研究結果表明,Cu2+取代能夠增強Br-的吸附和氧化,促進烯烴通過親電加成發生溴羥基化反應。
(2)
這些發現為設計先進的金屬鹵化物鈣鈦礦用于可持續的太陽能驅動化學轉化反應提供幫助。
參考文獻
Linqian Li, Qiang Luo, Yifan Wang, Xueli Zhang, Yating Wen, Ning Wang, Thamraa AlShahrani, Shengqian Ma, Creation of dopant-plasmon synergism in double perovskites for bias-free photoelectrochemical synthesis of bromohydrins and hydrogen peroxide, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202424395
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202424395