王野、程俊Chem：生物质光催化选择转化新进展

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王野课题组与程俊课题组合作，在生物质光催化选择转化方面取得重要突破。研究团队发展了一种调控TiO2表面结构以控制生物质转化途径的新方法，率先实现多种木质纤维素平台分子的光催化还原选择性调控，获得高产率的加氢产物(精细化学品)或偶联产物(燃料前驱体)。相关成果“Selectivity control in photocatalytic valorization of biomass-derived platform compounds by surface engineering of titanium oxide”发表于Chem (Chem 2020, DOI: 10.1016/j.chempr.2020.08.014)。
       木质纤维素及其平台分子多为富官能团化合物，其转化路径多样且选择性难控制。木质纤维素平台分子定向转化高产率制备目标产物是生物质利用领域的一大挑战。王野教授团队一直致力于生物质及其平台分子选择性催化转化方向的研究，发展了一系列生物质转化利用的新路线和高效催化体系(Nat. Commun. 2013, 4, 2141; ACS Catal. 2014, 4, 2175; Green Chem. 2018, 20, 735；Nat. Catal. 2018, 1, 772; ACS Catal. 2019, 9, 8443; ChemSusChem 2019, 12, 5023; Chem. Soc. Rev. 2020,49, 6198)。光催化可实现温和条件下的高选择性化学转化，近年来光催化生物质高值化利用已经发展成为新兴研究领域。由于底物的吸附/活化和反应过程均发生在催化剂表面，因此产物的选择性一般由催化剂表面性质决定。然而当前有关光催化选择性与半导体光催化剂表面性质的认识相对有限。发展反应路径可控的生物质平台分子转化光催化体系对于生物质高效利用及高选择性光催化剂设计均具有重要意义。

       王野教授课题组最近研究发现，廉价、稳定且环境友好的TiO2半导体可高效催化多种木质纤维素平台分子的可控还原转化。光催化还原产物选择性强烈依赖于TiO2的暴露晶面。主要暴露锐钛矿{001}晶面的TiO2对加氢反应有高选择性，加氢产物的选择性均大于75%。而主要暴露金红石{110}晶面的TiO2则可高效催化偶联反应，偶联产物选择性高于80%。进一步与程俊教授课题组合作，对反应机理开展了深入研究。理论与实验研究共同揭示，不同晶面反应过程中原位生成的氧空位浓度差异是决定反应选择性的关键。氧空位可通过与表面反应物之间的相互作用，改变反应物及中间体的分子内电荷分布和吸附能，进而调控产物选择性。
该论文第一作者为我院2015级博士毕业生吴雪娇、2015级博士毕业生李洁琼和固体表面物理化学国家重点实验室谢顺吉博士。论文中相关研究工作得到国家自然科学基金(21690082、21972115)等项目的资助。
       论文链接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S2451929420304241
        文章来源：厦门大学
       王野教授目前任厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室主任。1986年南京大学本科毕业，1996年日本东京工业大学博士毕业。1996-2001年先后在日本东京工业大学、东北大学和广岛大学任教，2001年起任广岛大学副教授。2001年8月起任厦门大学教授、博士生导师。2015年至今任固体表面物理化学国家重点实验室主任。2004年入选教育部新世纪优秀人才支持计划，2006年获国家杰出青年科学基金，2010年获中国催化青年奖。从事C1化学和生物质转化利用领域的催化基础研究，研究成果在国际学术刊物发表研究论文200余篇，引用近万次，H-index 57，获授权发明专利约~20件。2005-2012年任中国化学会催化委员会副主任，现任国际催化协会理事会理事。担任美国化学会ACS Catalysis副主编以及Appl. Catal. A、中国科学：化学、催化学报、J. Energy Chem.等刊物编委。
       程俊教授，厦门大学教授，2002年获得上海交通大学学士学位，2005年获得上海交通大学硕士学位，2008年获得英国贝尔法斯特女王大学博士学位，之后在剑桥大学化学系做博士后，2010年获得剑桥大学Emmanuel College独立研究员职位，2013年在英国阿伯丁大学化学系建立课题组，2015年获得国家计划资助全职回厦门大学开展科研工作，被聘为福建省“闽江学者”特聘教授。主要研究方向包括发展第一性原理方法模拟固体表界面的物理化学过程，并将这些方法应用于催化和电化学等能源相关体系。近期课题组也开始拓展实验方向，将理论计算和实验相结合。