李亚栋院士团队Nature Cat.:光催化活化C-H键

lanyu

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萌芽阶段，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、Chen Chen, Qing Peng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光催化剂。

图1. P-BWO的能带图、微观结构以及工作机理

研究人员合成了一种Bi2WO6–x/无定形BiOCl (p-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，并会被空气中的氧漂白。

以甲苯光催化氧化作为模型反应，这种新型复合材料的转化率是常规Bi2WO6的166倍。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。

参考文献：

Xing Cao, Zheng Chen, Qing Peng, Chen Chen, Yadong Li et al. A photochromic composite with enhanced carrier separation for the photocatalytic activation of benzylic C–H bonds in toluene. Nature Catalysis 2018.

DOI: 10.1038/s41929-018-0128-z

https://www.nature.com/articles/s41929-018-0128-z