分子鐵電體利用金屬節(jié)點和有機基團作為催化活性位點,其周圍的鐵電極化可顯著提高催化活性,展現(xiàn)出巨大的應用潛力。但是,分子鐵電體在光催化領域的應用仍需要深入研究。
有鑒于此,東南大學游雨蒙教授、熊仁根教授等報道首次對分子鈣鈦礦型鐵電體CuCl4-[R-MPA](MPA = β-甲基苯乙胺)作為用于烷烴氧化的光催化劑進行了探究。
本文要點:
(1)
在光照射和超聲的共同作用下,該催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的轉化數(shù)TON為6286±491,這比BaTiO3等無機鐵電體的轉化數(shù)TON數(shù)值高104倍。這種分子鐵電材料具有優(yōu)異的可回收性、良好的官能團耐受性以及廣泛的底物適用性。
機理研究表明,分子鐵電體內的內建電場有助于光生載流子的分離,因此增強了鐵電光催化活性。電子順磁共振EPR進一步揭示,光和超聲的協(xié)同效應能有效地產生活性氧物種。
(2)
這些發(fā)現(xiàn)表明,分子鐵電材料相比于剛性的無機鐵電材料的獨特優(yōu)勢,包括其獨特的結構特征和可精細調節(jié)的催化性能,表明其在開發(fā)均一并且精確的活性位點以及高效光催化劑的潛力。這項研究為分子鐵電體在光催化領域的更廣泛應用建立了基礎。
參考文獻
Huihui Hu, Rong Liu, Yan-Bing Zhu, Tai-Ting Sha, Xiao-Xing Cao, Zi-Jie Feng, Hao-Ran Ji, Qiang Pan, Ren-Gen Xiong, Yu-Meng You, Application of Molecular Ferroelectric in Photocatalytic Selective Oxidization of C(sp3)?H Bonds, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202500176
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202500176